Útépítés és fenntartás
Almássy Kornél – Dr. Pallós Imre – Dr. Pethő László írásos jegyzetei és a felsorolt irodalom felhasználásával: Dr. Szakos Pál
Budapest, 2008. január kiegészítve: 2013. január
Előszó Az útépítés/útfenntartás egyidős az emberi közösségek megjelenésével, társadalomba szerveződésével. A korábban technikai problémaként jelentkező rendszert fokozatosan a gazdaságossági, majd a környezeti/fenntarthatósági szempontok vezérlik. Ez utóbbiak egyre inkább a folyamatirányítás eszközeivel közelíthetők. A rendszer optimális működtetésében a jövőben előtérbe kerülnek a résztvevőkkel szembeni etikai/morális követelmények. A motorizációs szint – a fajlagos járműszám – növekedésével a Föld minden államában jelentkezik a működtetés elégtelen forrásainak hatása, a zsúfoltság növekedése, a baleseti kockázatok kihívásai, a pályák állapotának romlása, a járműpark elöregedése. A közúti közlekedés – a „közúti üzem” – technikai összetevőinek kialakítása, üzemeltetése, fenntartása, szabályozása többek közt építőmérnöki közreműködést igényel, melyhez jelen tárgy keretében az alábbiak szerinti fejezetekben részletezett gyakorlati ismeretekkel kívánunk hozzájárulni.
Tartalomjegyzék
1. A KÖZUTAK ÜZEMELTETÉSÉVEL - FENNTARTÁSÁVAL KAPCSOLATOS ALAPFOGALMAK, KÖZÚTI SZABÁLYOZÁSI KÉRDÉSEK 1.1. Történeti áttekintés 1.2. A magyar közúti közlekedés adatokban és számokban 1.3. A közúti üzem 1.4. A közúti igazgatás, szabályozás 1.5. A közutak kezelése
2. KÖZLEKEDÉSGAZDASÁGI SZEMPONTOK 2.1. Elvek és célok 2.2. Az útfenntartás pénzügyi vetületei 2.3. Az útfenntartás/fejlesztés lehetséges pénzügyi forrásai 2.4. A gazdálkodási rendszerek szerepe a finanszírozásban
3. ÚTÜZEMELTETÉS, A KÖZUTAK ÁLLAPOTÁNAK ELLENŐRZÉSE, A KÖZÚTI ADATOK KEZELÉSE 3.1. Röviden a közutak kezelési -, üzemeltetési -, fenntartási feladatairól 3.2. A gyorsforgalmi utak és azok üzemeltetési -, fenntartási feladatai sajátosságai 3.3. A közutak szolgáltatási szintjének jogszabályi követelményei 3.4. Az útfenntartás beavatkozási kritériumai 3.5. A beavatkozások programozása 3.6. A közúti adatbank (OKA) – mérés, fejlesztés, információk 3.7. A közutak minősége, állapotmutatók
4. AZ UTAK FÖLDMŰVEI ÉS FENNTARTÁSUK 4.1. A földművekkel szembeni közúti követelmények 4.2. A földművek műszaki terveivel szembeni követelmények 4.3. Az utak földműveinek szerkezeti kialakítása 4.4. Az utak földműveinek az építése 4.5. A földművek kialakításának speciális kérdései 4.6. Az utak földműveinek a károsodása és helyreállítása 4.7. A földművek növényzete 4.8. A földutak fenntartása 4.9. Padka-, árokrendezés
5. ÚTPÁLYASZERKEZETI ALAPRÉTEGEK GYÁRTÁSA, BEÉPÍTÉSE 5.1. Rétegtípusok, kötőanyagok 5.2. Kötőanyag nélküli (zúzottkő) pályaszerkezetek
5.3. Bitumenes kötőanyagú szerkezeti rétegek 5.4. Hidraulikus kötőanyagú alaprétegek
6. ASZFALTRÉTEGEK GYÁRTÁSA ÉS BEÉPÍTÉSE 6.1. Aszfaltok és alapanyagaik 6.2. Aszfaltmakadámok 6.3. Melegen/forrón előállított aszfaltkeverékek 6.4. Az aszfalt pályaszerkezeti rétegek tervezésére vonatkozó műszaki előírások 6.5. Az aszfaltkeverékek gyártástervezése 6.6. Az aszfaltkeverékek gyártása 6.7. Az aszfaltkeverékek beépítése 6.8. A beépített aszfaltrétegek minősítése
7. BETON ÚTBURKOLATOK ÉPÍTÉSE 7.1. A betonútépítés kezdetei – történeti visszatekintés 7.2. A betonutakról általában 7.3. Tervezés, méretezés 7.4. Hézagolt betonutak építése 7.5. Folytonosan vasalt betonutak
8. ÚTPÁLYASZERKEZETEK FENNTARTÁSA – LEHETSÉGES FENNTARTÁSI TECHNOLÓGIÁK 8.1. A pályaszerkezetek igénybevételei 8.2. A tönkremeneteli jelenségek 8.3. A rendszeres fenntartás tervezés 8.4. Aszfaltburkolatok fenntartása
8.4.1. Kátyúzás 8.4.2. Repedés és hézagjavítás 8.5. Felületi bevonatok 8.6. Profil-, nyomvályú javítás 8.7. Zúzottkő pályaszerkezetek fenntartása 8.8. Melléktermék-, hulladék hasznosítás, aszfaltanyagok és egyéb szerkezeti rétegek újrahasznosítása 8.9. Kőburkolatok és fenntartásuk 8.10. Betonburkolatok fenntartása
9. AZ ÚTBURKOLATOK SZÉLESÍTÉSE 9.1. Burkolatszélességi követelmények – ÚT 2-1.201:2008 (KTSz) 9.2. Burkolatszélesség az országos közúthálózaton 9.3. Az útpályaszerkezetek szélesítésének irányelvei
10. AZ ÚTPÁLYÁK ÉS A KÖZMŰVEK
10.1. A közművek útterületen történő elhelyezése 10.2. A közutak átkelési szakaszainak csatornázása 10.3. Az útpályák közműfektetést követő helyreállítása
11. A KÖZÚTON VÉGZETT MUNKÁK FORGALOMSZABÁLYOZÁSA 11.1. A közúton végzett munkák jellege, hatása a forgalomra és a biztonságra 11.2. A közúton végzett munkák Elkorlátozási és Forgalombiztonsági Szabályzata 11.3. Az elkorlátozás és ideiglenes forgalomszabályozás kézikönyve 11.4. Külföldi példa – a németországi autópályák gyakorlata
12. ÚTTARTOZÉKOK ÉS FENNTARTÁSUK 12.1.Közúti jelzésrendszerek és fenntartásuk 12.2. Közúti passzív biztonsági berendezések 12.3. Az úttérség biztonsága
1./
A KÖZUTAK ÜZEMELTETÉSÉVEL – FENNTARTÁSÁVAL KAPCSOLATOS ALAPFOGALMAK, KÖZÚTI SZABÁLYOZÁSI KÉRDÉSEK
1.1/ Történeti áttekintés A közlekedés személyek és/vagy tárgyak járművekkel való rendszeres szállítása, forgalma. A szállítás közgazdasági értelemben az ipari termelés összekapcsoló eleme, a termelés negyedik ága. A helyváltoztatás egyidős az ember megjelenésével, de az előbbi meghatározás szerinti közlekedés a földművelés, árutermelés kialakulásával, az árucserére termelt terméktöbblettel kezdődött. A közlekedés kezdetben a szárazföldön, illetve a vízen zajlott. A szárazföldi közlekedés első járműve a „szán” volt, de már i.e. 4. évezredben ismerték a „tele” kereket. Az i.e. 3. évezredben kialakult szerszámhasználat már kifinomultabb járművek készítését tette lehetővé – Mezopotámia kétökrös kordé-, sumérok négykerekű kocsi leletei. A kerék alkalmazása még napjainkban is bővül (Hold [Pavlics Ferenc] -, Mars járművek…), fejlesztése (kerékpár, autók, repülők, óriási munkagépek, nagysebességű vonatok …) az ezredforduló után is folytatódik [ Dr. Buzás Ottó A mérnökök szerepe a társadalomban in. MŰHELY 2009.04.06.]. A rendszeresített járművek megjelenésével egyidejűleg létrehozták az első épített utakat (Mezopotámia, Kína), ekkortól beszélhetünk közúti közlekedésről. A szárazföldi távolsági közlekedés emberi, állati erővel vont járműveken, ún. karaván utakon zajlott. A lóval való közlekedés i.e. 2. évezredben jelent meg (Egyiptom, Kína, Mezopotámia), egy időben a küllős kerékkel. Jelentősebb hadi útépítésről tudunk az i.e. VI. szd-ban (Perzsia) ami később általánosan használt volt, még a királyi postát is szolgálta. Az évezred derekán a görög birodalomban is számos útépítés volt. Az egykori Asszíria területén (Ninive) i.e. 620 körül épült kőhíd maradványaira bukkantak, de a Római Birodalom idején a Tiberisen, illetve számos más helyen épült hasonló híd az ókor hazánk területét is érintő, az egykori Aquileából kiindulóan mérföldkövekkel szelvényezett, mintegy 75.000 km kiterjedésű úthálózatán. Az itt kialakított, fagyhatárig lealapozott pályaszerkezeti megoldást még hosszú ideig alkalmazták A 2-8 m széles pálya vízelvezetését domború keresztszelvény biztosította. Az úthálózaton pihenőhelyek voltak, rendszeresített lovas postaforgalmat bonyolítottak. Az ókorban indult városiasodás – a szárazföldi, vízi csomópontokban kifejlődött nagyobb települések – a sajátos szabályozott városi, de individuális közlekedés kezdeteit adta. Megjegyezzük hogy hasonlóan fejlett hadi/kereskedelmi úthálózatról tudunk többek közt a Kínai Birodalom területén - útkisérő fásítással (i.e. 2300), valamint az amerikai kontinens egymást váltó birodalmai – moche, nasca-tiahuanaco, huari-chimu-inka – területén (XVI. szd-ig.) . A középkor első évszázadaiban a társadalmi-gazdasági viszonyok Európában a szárazföldi közlekedés visszafejlődéséhez, a meglevő utak tönkremeneteléhez vezettek, az áruszállítás a vízi közlekedésre tevődött át. A helyzet a földrajzi felfedezések, a gyarmatosítás hozta gazdasági fellendüléssel változott, a XV. szd-tól Franciaországban, a Habsburg Birodalomban rendszeres
postakocsi járatok működtek, a XVIII. szd-tól menetrendszerű közlekedéssel, ló vontatta járművekkel. A könnyű közúti járművek a XVI. szd-tól a magyarországi Kocs községből terjedtek el./4/ Az iparosodás minden időben biztonságos közlekedést követelt - francia, angol útépítők: 1764 Pierre Tresaguet - rakott alap, 1820 - Thomas Telford - az alap átgonolt kiékelése, 1822 - Mac Adam - többrétegű zúzottkő alap. A XIX. szd. elejétől a gőzgép szárazföldi vontatásban való alkalmazásával a vasúti közlekedés volt az élenjáró. Az útépítést a már említett Mac Adam skót mérnök XIX. szd eleji zúzottkőből történő építési technológiája forradalmasította. A XIX. szd. végén már üzemszerűen gyártott benzin és olaj üzemű motorizált járművek vettek részt a közúti közlekedésben. A tömör, vízzáró aszfaltburkolatok a XX. szd. 20-as éveitől, a betonburkolatok a 30-as évektől épültek /5/. A XX. szd. hozta a kizárólag gyors motoros forgalom céljaira kiépített autópályákat. A szárazföldi közlekedésben a XX. szd. első harmadától kialakult a vasút és a közút versenye az áruszállításért.
1.2/ A magyar közúti közlekedés adatokban és számokban A honfoglaló magyarság jól kiépített úthálózatot örökölt a római világbirodalomhoz tartozó Pannóniában, Dáciában, de ezek irányultsága sok eseten nem egyezett a honfoglalás kori ország igényeivel. Anonymus a Gesta Hungarorumban megemlékezik a Verecke-hágón átkelésről: "Miképpen jöttek be Pannóniába? ... Halics vezér elrendelte, hogy kétezer nyilas és háromezer paraszt járjon előttük, s a Havas-erdőn át a hungi határig utat készítsen nekik. ... Akkor a hét fejedelmi személy ... rokonságukkal meg férfi- és nőcselédeikkel egyetemben... útra keltek Pannónia földjére. S így a Havas-erdőn áthaladva, a hungi részekre szálltak ... azt a helyet, amelyet először foglaltak el, Munkácsnak nevezték el, mivel igen nagy munkával, fáradtsággal jutottak el erre a földre." (Paizs Dezső ford.) Az állami élet első időszakában hadi utakat építettek. Lásd Tihanyi Apátság alapító levelében: "Feheruuaru meneh hodu utu rea…" A Fehérvárról induló hadi út kétfelől ölelte a Balatont, majd Segesden egyesülve Zágráb fele futott. A Buda - Szolnok - Debrecen irányú hadi út Dés fele vezető ága sóútként ismeretes. A Jeruzsálembe vezető útvonalon Győr - Fehérvár - Eszék Balkán felé a keresztes hadak vonultak. Az Árpád-házi királyok idején Magyarország az ún. levantei szárazföldi kereskedelem útvonalába esett. Az ún. útkényszer megszabta a kereskedők útvonalát. Egyes városok árumegállító joggal bírtak. Királyi rendelet szabályozta a kereskedők határvámját, az út-, híd-, révvám fizetését, a vásárvámokat. Az utak használhatósága függött az évszakoktól, az eseti intézkedésektől (a keresztes hadak vonulásakor az érintett útvonalakat rendbe tették).
A középkor korai szakaszában a római korban rendszeresített épített utakhoz hasonlókról nem maradtak adatok, de pl. az erdélyi, alföldi mocsaras területek dorongút megoldásai visszaköszönnek a korszerű geoműanyagok mai alkalmazásaiban, hasonlóképp a rőzsefonatos partvédőművekhez. A XIV-XV. szd-ra kiterjedt államigazgatási és kereskedelmi úthálózat alakult ki. Az utak nem voltak burkolattal ellátva, felületüket helyi anyagokból készítették. A törvénykező királyok országjárását megelőzte az érintett útszakaszok javítása. A reneszánsz kezdetével egyetemes átalakulás ment végbe a gondolkodásban, a társadalomban és a gazdasági életben. Nyugat-Európában megindult az útépítés, fejlődött a közlekedés. Idehaza a Török Birodalom területfoglalásai által az ország középső része török igazgatás alá került, háborús pusztítások színtere lett. a török hódoltság idején az Alföld elnéptelenedett, az utak megszűntek. Buda visszafoglalása után az osztrák császárok, egyben magyar királyok a birodalom integrálására törekedtek. Az utak és vámok ügyét az 1723-ban alakult Helytartótanács intézte. Az első lépést a százados mulasztások pótlására az 1790-91. évi országgyűlés útügyeket vizsgáló bizottsága tette, de a napóleoni háborúkat követő pénzügyi váláság halasztotta a kezdeményezések megvalósulását./3/ III. Károly, majd Mária Terézia, a Helytartótanács alá építészeti igazgatóságokat szervezett II. József - idején épültek a szállító folyók torkolatánál fekvő Károlyvárost az Adriával összekötő Károly-, József - és Lujza utak. Bél Mátyás megyetérképein, a II. József által készíttetett katonai térképeken már az utak is fontos szereplők voltak, ezeket leírások is kiegészítették. Az úthálózat kiépítésének első átfogó programját a Helytartó Tanács különbizottsága előterjesztésére az 1832-36. évi országgyűlések törvénybe iktatták. Az első felelős magyar miniszterek egyike, Széchenyi István 1847-ben terjesztette elő a Javaslat a magyar közlekedési ügy rendezésirül című programját. Ez a program akkor a világszerte új vasúti csúcstechnika mellett a 6000 km hosszban kialakítani javasolt úthálózatot kiegészítésül, illetve a helyi igények kielégítésére szánta. Az Institutum Geometricum hallgatói Budán 1847-ben Petzelt józsef magyar előadásain a legkorszerűbb építési módokról (aszfalt!) tanulhattak. Az 1850-1890-es években kialakult a közúti szervezet, létrejöttek az 1949-ig működött Állami Építészeti Hivatalok, útmestereket, útőröket képeztek, megindult az úthálózat rendszeres fenntartása. Baross Gábor minisztersége alatt megjelent az első közúti törvény: 1890 Törvénycikk a közutakról és vámokról, azaz mai nevén a koncesszióról. 1890 - 1920 közt az Alföldön kiépítettek 15 000 km makadámutat. 1860-ban a Bihar megyei Derna (homokban elnyelt) természetes aszfaltjának hasznosítására megalakult az Első Magyar Asphalt Vállalat, mely az 1878-as Párizsi Világkiállításon aranyérmet nyert ésaz 1948-as államosításig működött. További természetes aszfalt hasznosítás folyt az előbbihez közeli Tataros és Bodonos községek területén is.
1895-ben üzembe helyezik az első magyarországi gépkocsit, 1900-ban megalakula a Magyar Királyi Autoklub, 1918-ban egységes útszámozási rendsuert vzetnek be, 1925 - '29 közt útépítési program zajlik "hasznos" hitelből, 1931-ban újabb 10 éves útépítési program indul, 1934-ben kijelölik az ország főúthálózatát, 1938-ban Benke István tollából megjelenik a főutak tervezési szabályzata, 1940-ben áttérünk a jobboldali közlekedésre. 1928-ban 18 900 személygépkocsi és 5 000 tehergépkocsi van az országban (1958-ban 17 900 személygépkocsi és 39 000 tehergépkocsi az állomány!). A Műegyetem tanára, Vásárhelyi Boldizsár 1942-ben megjelent dolgozata már a magyar gyorsforgalmú hálózat terveit vázolta. A közúti forgalom ugrásszerű fejlődése az 1960-as évekkel indult, nagyarányú útkorszerűsítések folytak, megkezdődött az autópálya hálózat kiépítése. A közúti közlekedést szolgáló úthálózat elemei tulajdonos/kezelő szerint az állami tulajdonú országos -, önkormányzati tulajdonú – a vonatkozó előírások figyelembe vételével mindenki által használható közút, valamint a jogi, illetve magánszemélyek tulajdonában levő magánút kategóriába soroltak.Ez utóbbiak közútként használható csoportja a közforgalom elől el nem zárt magánutak. Napjaink útügyi adatai: úthálózatunk hossza [km]: országos közutak helyi közutak
31 664 km (2011.06.15.) -1/1. táblázat 167 939 km (2010.12.31.)
továbbá 2 057 km kerékpár-, 50 220 km gyalogút - 1/2. táblázat 1/1-2. táblázatok magánutak
~
60 000 km.
ebből 48 000 km mezőgazdasági -, 4 919 km erdészeti magánút (1999. 12.31.) Az EU csatlakozáskor, összehasonlítva a 15 régi tagországgal: az összes közútra számított területi ellátottsági mutató 1456 km/1000km2 - kedvezőbb , az országos és a belterületi helyi közútra számított mutató 870 km/1000 km2 kedvezőtlenebb az EU 1121 km/1000 km2 adatánál, de amíg a magyar országos közutak 99 %-a, a belterületi helyi közutak 60 %-a, a külterületi helyi közutak 5 %-a, az összes közút 50 %-a volt szilárd burkolatú, az EU 15-ben ezen utóbbi értéke 96 %. az országos közutakon: gyorsforgalmi út 1 323 km,
főút
8 066 km, ebből 2236 km "E" út
átkelési szakasz 27 % 8 450 [km], 7 150 híd, 1 769 közúti-vasúti keresztezés – ebből 1 470 szintbeli, 51 biztosítás nélküli 8 497 közúti csomópont 3 550 szintbeli gyalogos átkelőhely üzemel. a helyi közutakon: belterületi út főút
55 156 km 1 767 km
mellékút
53 301 km
kiépített
37 647 km
külterületi út
112 276 km
kiépített
5 266 km
híd
5 702 db (116 kerékpárúti, 1 324 gyalogúti) található.
az utak értéke: Az országos közúthálózat bruttó értéke 8 142,2 Mrd Ft, az összes kincstári vagyon 18 %-a (ami az éves GDP mintegy 1/6-a; bruttó/nettó arány 59 % /2004. jan. 1./. Az arány az elégtelen ráfordítások miatt meg sem közelíti a kívánatos 75 %-os értéket, azaz a fenntartásra és fejlesztésre fordított összegek reálértéken nem követik a forgalomnövekedés által megkövetelt szintet, a ráfordítások csupán maradványelv alapján biztosítottak, éves összehasonlításban kiegyensúlyozatlanok.(lásd még: 3. fejezet) A ráfordításokat 1990. évi összehasonlító áron az 1/3. táblázat, az államháztartás konszolidált kiadásainak %-ában a 1/4. táblázat foglalja össze 1/3-4. táblázatok A 2004-2009. évek igény és tény adatait az 1/1. ábrán szemléltetjük. A közlekedési munkamegosztás: áruszállítás 39 %-a , a személyszállítás 58 %-a – az EU átlagánál a vasút számára kedvezőbb mértékben, de azt közelítő tendenciával - közúton zajlik. (lásd 1/2, 1/3 ábra)
1/1-3. ábrák Az EU Fehér könyv szerint 2020-ig a teherforgalom 50%-os, az utasforgalom 35%-os növekedése várható.
A munkamegosztásnak számos aspektusa van: - A Nemzeti fenntartható Fejlődés Tanácsának 2010-i dolgozata szerint a fenntarthatóság megvalósításához biztosítani kell a legkülönbözőbb szakpolitikák, a társadalmi érdekek és a környezeti feltételek összhangját. A növekvő közlekedési és szállítási kényszerek okaira kell megtalálni a helyes válaszokat. A mobilizáció kényszerét a természeti erőforrások nemzetközi közösség általi reális árazásával is mérsékelni kell. Meggondolandók: a szerkezeti változtatások előnyben részesítése az infrastruktúra fejlesztésével szemben., a helyi megoldások előnye a centralizációval szemben, a városokon belüli funkciók célszerű telepítése. Ugyanők a különböző közlekedési ágazatokhoz tartozó érdekek vetélkedése kapcsán rögzítik, hogy a fejlesztéspolitikában meghatározó fejlődési feltétel az elérhetőség, ami a közúthálózat, a gyorsforgalmi utak "aránytalan"fejlesztését kívánja. - Az EU Technológiai Előretekintési Programja szerint a fenntartható fejlődés elve azt követeli, hogy a gazdasági-társadalmi tevékenység rövid távú hasznát ne a jövő terhére finanszírozzuk, azaz a termelés növekedését csökkenő fajlagos terhekkel - pl. közlekedéssel biztosítsuk.Ezzel szemben a mai magyar fajlagos ráfordítás kétszerese a fejlett európainak! Ugyanitt fejtik ki, hogy az információs társadalom elve szerint a konkrét közlekedési igény esetenként információs úton is kielégíthető. Ennek ellentmond, hogy a közlekedési igény mégsem csökken az EU-ban sem. meggondolandó, hogy a közlekedéselemeinek nagy a tehetetlensége (pálya ~100 év, jármű ~10-20 év...). feltehető a kérdés: ugyanolyan értékű a Niagara vízesést TVn nézni, mint a helyszínen szemlélni? A szubszidiaritás elve szerint a problémát a "helyén" kell kezelni.Ez azt is jelenti pl. hogy a személyközlekedés közösségi megoldásához szolgáltatás típusú fejlesztésre van szükség, ami egyaránt magába foglalja a biztonság, a komfort, a környezetvédelem, a megbízhatóság, a rendszresség, az informáltság szempontjait. Hazánkban a közúti forgalom növekedése a válság előtti években a főutakon a GDP növekedésével arányos ( 1/4. ábra) és összességében évi mintegy 3 %-os növekedést mutatott /1/5. ábra), 2009-ben némi csökkenés volt érzékelhető. A forgalom 70 %-a az országos közutakon-, ennek 70 %-a az autópályákon és a főúthálózaton bonyolódik le. A gyorsforgalmi utak átlagos napi forgalma ÁNF~28 000 ejm mintegy 10 % nehézforgalommal, a főutaké ~ 7 800 ejm, 8 % nehézforgalommal, a mellékutak forgalma ~ 1600
ejm/nap. 1/4 - 5. ábra. Számszerű adatokat az 1/5. táblázat közöl. 1/5 táblázat. Az országos közutak burkolata/pályaszerkezet-állapota: /2006/ teherbírás szempontjából 10 to tengelyterhelésre 26 %-ban rossz (4. osztály), további 11 %-ban nem megfelelő (5. osztály); egyenetlenség szempontjából az aszfaltburkolatok 25 %-a nem megfelelő, az utántömörödő burkolatok 75 %-a nem megfelelő; a burkolatok felületi állapota 64 %-ban nem megfelelő, 12 mm-nél mélyebb nyomvályú 5 765 km-en (ebből 17 mm feletti 3641 km) található(a tendenciát lásd az 1/7-8. ábrákon) . 1/7-8. ábrák A burkolatok szélessége 8 000 km-en - ezen belül a főutak 20 %-án - nem felel meg a forgalomnak. A főutak közel 20 %-ának elégtelen az átbocsátóképessége, ez szakértői számítások szerint 2000-ben a GDP mintegy 11 %-át kitevő nemzetgazdasági kárt okozott! A járművek számával, a forgalmi teljesítménnyel az aszfaltburkolatok mennyisége és a ráfordítások nagysága már az 1990-es években sem volt arányos – 1/9. ábra -, pedig Magyarország motorizációs színvonalában európai összehasonlításban is jelentős növekedés várható. 1/9. ábra Az egyes országok személygépkocsi-ellátottságának tendenciáit az 1/10. ábra mutatja. 1/10. ábra Magyarország forgalombiztonsági helyzete az elmúlt évtized közepén az EU tagállamokkal való összehasonlításban súlyosság tekintetében a kedvezőtlen utolsó harmadba esett – a 25 tagállamból a járműteljesítményhez viszonyított balesetszámban a 14. helyet foglaltuk el. Az 1/ 11. ábra az EU tagországai lakosszám arányú -, az 1/12. ábra a járműszám arányú közúti halálozást, az 1/13. ábra a 100 balesetre jutó meghaltak száma, azaz a balesetek súlyossága szerinti összehasonlítást adja. 1/11-13. ábrák
Az 1/14. ábra a vonatkozó hazai statisztikát, az 1/6. táblázat az EU 27 összehasonlító adatait közli. 1/14. ábra 1/6. táblázat A hazai kedvezőtlen helyzet okai közt jellemzően előfordul a nem kielégítő szabálykövetés – az 1/15. ábrán lásd a kormányváltások és a balesetszám változásának összefüggését. 1/15. ábra Az EU 27 tagországának balesetcsökkentési eredményei közt tízszeres különbség tapasztalható (José Papi European Road Federation főtitkár 2007. évi magyarországi előadása). A NICE on RoadS közúti biztonsági projekt kutatási jelentése szerint "a közúti biztonság kérdésének súlya országról országra más, leginkább azok motorizációs szintjétől függően. Egy bizonyos motorizációs szint elérésével a közúti biztonságra fektetett hangsúly megnő..." A legutóbbi év intézkedései -„0” tolerancia, objektív felelősség, pontrendszer szigorítása, bírságolás szabályainak módosítása…- a halálos balesetek számának EU program szerinti (10 év – 50%) csökkenését hozták. A közúti közlekedés EU Fehér Könyv 2000 szerinti 50%-os halálos áldozat csökkentése megvalósult, de a balesetszám ennél kisebb ütemben csökkent és a forgalom egyes résztvevőinek csoportjainak részvétele sem azonos arányban javult. Az EU kiadta az újabb 10 évi vonatkozó irányelveit, melyben ismét 50%-os halálos áldozatszám csökkentést irányzott elő és a korábbi program eredményei elemzésének figyelembe vételével a cselekvési program eszközei közé sorolta az úthasználók képzésének, gyakorlatának növelését, a szabálykövetés fokozását, az infrastruktúra biztonságának emelését - különös tekintettel az országok gyakorlatának egységesítésére és az alsóbbrendű úthálózatra, a modern technológiák (ITS) alkalmazását, a baleseti ellátás fejlesztését, a különösen veszélyeztetettek – kétkerekűek, gyalogosok, idősek és fogyatékkal élők – fokozott védelmét. Az EU fenti törekvései a magyar programban is tükröződni fognak.
1.3/ A közúti üzem A forgalom alkotóelemei közötti kölcsönhatások a gépjárműforgalomban a legjellegzetesebbek. A közúti forgalom alkotóelemei, a közlekedő ember, a járművek, a pálya, a környezet. Az előbbi három rendszeresített, tervszerű együttműködése (Tanszékünk egykori professzora, dr. Koller Sándor megfogalmazásában) – amint azt az 1/16. ábra mutatja - a közúti üzem. 1/16. ábra
A közúti üzem pályáját – az utat – tervezik, építik, üzemeltetik, fenntartják, igazgatják. A tárgy keretében előbbiek egységes működtetéséről – a közutak kezeléséről, illetve részleteiben utak üzemeltetéséről, fenntartásáról szólunk.
1.4/ A közúti igazgatás, szabályozás Jogszabályi környezet, szakmai irányítás A gazdaság különböző területeivel azonosan a közlekedésre vonatkozóan is a Parlament által alkotott legmagasabb rendű jogszabályok – a törvények – adják a kiinduló pontot. Ezek közt az alapvető előírásokat az Alkotmány, a legfontosabb szakmai szabályokat a közúti közlekedésről szóló 1988. évi I. törvény adja, mely rögzíti - többek közt - a tulajdonos szerint megkülönböztetett útkategóriákat is . A szakterületet illetően természetesen számos más, egyes részterületeken figyelembe veendő törvény előírásának is érvényt kell szerezni. A törvényekben foglalt általános előírások részletes kifejtése kormányrendeletekben, illetve a miniszterek által kiadott rendeletekben történik. Ilyen például a közutak igazgatásáról kiadott rendelet, mely már minőségi - szolgáltatási, fontossági...- szempontok szerint adja az egyes útkategóriák rangsorát (1/17. ábra). 1/17. ábra Az 1990-es rendszerváltást követő ún. deregularizáció óta a szabályozásnak – természetesen az ugyancsak jogszabályokban rögzített titkosítási követelmények kivételével – nyilvánosnak, mindenki által elérhetőnek kell lennie. Ennek értelmében a korábbi, különféle belső utasítások rendszere megszűnt. A vonatkozó számos – több ezres nagyságrendű – jogszabályok ismertetése nem tartozik a tárgy keretei közé, de az egyes témák kapcsán az aktuálisakra szükség szerint hivatkozni fogunk. A közúti közlekedéssel kapcsolatos állami feladatok végrehajtásáért a már hivatkozott, a közúti közlekedésről szóló törvény által adott felhatalmazás alapján a több szakterületet érintő ügyekben a Kormány, ágazati ügyekben a szakminisztérium – 2011. óta a Nemzeti Fejlesztési Minisztérium (NFM) a felelős. A Minisztérium szakterületünkre is érvényes irányítási struktúráját az 1/ 18. ábra vázolja. A miniszter irányítása alatt infrastruktúráért felelős államtitkár, alatta közlekedésért felelős helyettes államtitkár működik, aki a szakterületük szempontjából domináns Közlekedési Infrastruktúra Főosztályt is irányítja. 1/18. ábra Az NFM szakmailag közvetlenül felügyeli az országos közutakkal kapcsolatos tevékenységért is felelős szervezeteket: az Útpénztárt kezelő Közlekedésfejlesztési Koordinációs Központ Zrt-t (KKK) és a Nemzeti Közlekedési Hatóságot. A KKK szerződéses keretek közt gyakorol befolyást a fejlesztések végrehajtásáért felelős Nemzeti Infrastruktúra Fejlesztő Zrt-tre (NIF), a közvetlen állami kezelésű autópályákat fenntartó Állami Autópálya Kezelő Zrt-tre (ÁAK), valamint az országos közúthálózatot kezelő Magyar Közút Nonprofit Zrt (MK Nzrt.) központjára és megyei szervezeti egységeire.
A 40/2011. (VIII.3.) NFM rendelet szerint a szakminiszter által alapított KKK középirányító állami szervként felel – az országos közúthálózat fejezeti (költségvetési) előirányzatai kezeléséért, működtetéséért, felhasználásáért, vagyonkezeléséért, a közlekedési hálózatok állami fejlesztési feladatai - köztük az országos közúthálózat hálózatfejlesztéséért, felügyeli a NIF, a MK Nzrt, az ÁAK elszámolásait, ellenőrzi a közlekedési koncessziós szervezetek tevékenységét. A NIF miniszteri rendelettel kijelölt egyedüli felelőse a jóváhagyott közlekedési nagyberuházások előkészítésének, területbiztosításának, terveztetésének, közbeszerzésének, lebonyolításának. A MK Nzrt. a KKK-val kötött éves szerződés keretein belül az országos közutak nem gyorsforgalmi szakaszai üzemeltetője-fenntartója-felújítója, kisebb fejlesztési feladatok lebonyolítója. A közlekedéssel kapcsolatos hatósági ügyeket – ugyancsak a miniszter felügyelete mellett az 1983 – ban létrehozott Közlekedési Felügyeletekből továbbfejlesztett, a PÁV-al és a Légiforgalmi Igazgatósággal kiegészített , 2007. januárjától az „egységes” Nemzeti Közlekedési Hatóság (NKH) központja és regionális szervezeti egységei intézték. Megalakulásától a Kiemelt Ügyek Igazgatósága foglalkozott – többek közt – a gyorsforgalmi utak hatósági feladataival. A 2008-al a megszüntetett Magyar Vasúti Hivatal korábbi tevékenységét is az NKH látja el. A 2010-es kormányváltás óta az NKH-n belül Közúti Gépjárműközlekedési -, Útügyi, Vasúti Hajózási - és Légügyi Hivatal működik, a Megyei és Fővárosi Kormányhivatalokon belül pedig szakigazgatási szervként tevékenykednek tovább a Közlekedési Felügyelőségek. Az egyes közúti igazgatósági ügyekben az illetékesség és a hatáskör a létesítmény engedély kötelezettsége, funkciója, mérete (hidak), leendő kezelője szerint oszlik meg., Ugyancsak a Felügyelőségek feladata – a KKK-val kötött szerződés alapján - a díjköteles utakon közlekedők díjfizetésének az ellenőrzése. A hazai műszaki szabályozás és az EU Építménybe tervezni/forgalomba hozni csak elismert műszaki specifikációnak - szabványnak, újszerű termék esetén európai műszaki engedélynek (European Technical Approval), hazai Építőipari Műszaki Engedélynek, vagy egyedi engedélynek megfelelő építési terméket szabad. Engedélyeket jogi felhatalmazással és European Organisation for Technical Approvals tagsággal bíró szervezet adhat ki. Újszerű termékek csoportjára az EOTA az Európai Bizottság felkérésére részletes útmutatót - European Technical Approval Guidleine - ad ki. Egy - egy tevékenység, illetve eredménye – termék, technológia, szolgáltatás – megvalósítására vonatkozó általános, ismétlődő szabályokat, követelményeket – a jogszabályokba foglalt közérdek szempontjából legfontosabb általános elveken, alapvető biztonsági követelményeken, a bizonyítási és engedélyezési eljárásokon túl – műszaki előírásokban - szabványokban rögzítik. Ezek hierarchikus felépítésűek. A szabályozás hierarchiáját az 1/19. ábra, a szabványosítás szintjeit az 1/ 20. ábra szemlélteti. 1/19-20. ábrák A szabványok több szinten (nemzetközi, EU, hazai) közmegegyezéssel elfogadott dokumentumok, amelyek a tudomány és technika széles körben elismert, gyakorlatiasult, a
gazdasági adottságokra tekintettel is figyelembe vehető eredményeit tükrözik. Kiadásuk célja: a rendeltetésre való alkalmasság, a biztonság, a környezetvédelem, a fogyasztói érdekvédelem, a gazdaságosság és hatékonyság, a megfelelő kommunikáció, a nemzetközi kereskedelem érdekeinek az érvényesítése. A magyar nemzeti szabványok állományát a Magyarországon bevezetett nemzetközi, európai és hazai szabványok összessége képezi. Követelmény az ellentmondásmentes és összefüggő szabályozás. A szabványok alkalmazása az EU elvei szerint - így 1995. óta hazánkban is alapvetően önkéntes. Ezen elv célja, hogy a kötelező előírások ne akadályozzák a műszaki fejlődést. Ugyanakkor a biztonságot szolgálja azon követelmény, hogy a szabványtól való eltérés nem nyújthat gyengébb eredményt és ezt az eltérés kezdeményezőjének dokumentálnia is kell. A szabványok alkalmazási módja az azokra való hivatkozással - kiadási dátumhoz kötött (merev), csupán a szabványra történő (rugalmas), vagy szakmai szabvány csoportra (általános) - történik. A hivatkozás korábban (2001-ig) lehetett kizárólagos - jogszabályi kötelezés, ma példálózó (azaz az elismert megoldás közlése). Az EU a deklarált egységes belsőpiac érdekeinek megfelelően törekszik a jogszabályok és a szabványok összehangolására. Ezt a törekvést szolgálják az EU rendeleteknek és direktíváknak ("új megközelítésű irányelv") megfelelő ún. harmonizált európai szabványok kiadása. Ezek elfogadását felhatalmazott szakértői testület közlemény kibocsátásával jelzi. Az EU gyakorlatában a szabványosítás egyik kiemelt területe az építőanyagok - a 89/106 EGK Irányelv szerint építési termék - EN termékszabványok (CE). A vállalkozói tanúsításhoz a szabványosságot igazoló típusvizsgálaton túl minősített/tanúsított gyártóberendezéssel, minőségvizsgáló felkészültséggel (NAT akkreditáció körvizsgálati elfogadottság) kell rendelkeznie, vagy ezzel rendelkezőt kell igénybe vennie. A szerződésben rögzített szabványnak való megfelelést a vállalkozónak/közreműködőnek több lépcsőben kell bizonyítania: alapanyaggyártók – megfelelőségi tanúsítvány/szállítói megfelelőségi nyilatkozat, kivitelezők – típus -, gyártásellenőrző -, megfelelőséget igazoló/minőséget tanúsító vizsgálat, megrendelő – felkészültséget -, minőséget -, megfelelőséget ellenőrző vizsgálat, vitás esetben ügydöntő minőségvizsgálat – független ellenőrző laboratórium.
A 305/2011/EU Építési termék nyilatkozat szerint a termékre a jövőben nem megfelelőségi nyilatkozatot, hanem a tényleges műszaki teljesítményt rögzítő teljesítmény nyilatkozatot kell kiadni, konkrét értékek megjelölésével. A kész létesítmények - építmények - komplex minősítése az egyes országok saját szabványai, műszaki előírásai alapján történik. A közutak tekintetében mértékadó hazai szakmai szabályokat a fent ismertetett elvek figyelembe vételével a Magyar Útügyi Társaság szervezeti keretei közt dolgozzák ki. A szabványok alkalmazása a vonatkozó általános elvek szerint nem kötelező , de a szakminiszter előírásainak megfelelően azokat közpénzek felhasználása esetén a szerződéses jogviszony keretén belül alkalmazandónak fogadják el. Egyébként a szabvány előírásai más, azonos hatékonyságú intézkedéssel kiválthatók. Adott, felek közti peres ügyekben a bíróság ezen követelmények érvényesülését vizsgálja. Az Építési termékek műszaki követelményeinek, megfelelőség igazolásának,valamint forgalomba hozatalának és felhasználásának részletes szabályai 3/2003.(I.25.)BM-GKM KvVM rendelet előírja, hogy építési terméket betervezni jóváhagyott műszaki specifikációnak megfelelően szabad. Műszaki specifikáció a magyar nemzeti szabvány, honosított harmonizált szabvány, európai műszaki engedély (ETA), építőipari műszaki engedély (ÉME) alapján gyártott termék. A megfelelőség igazolásának részletes szabályai szerint ~ alapja a műszaki specifikáció, ~ módszerei: típusvizsgálat-gyártóüzemi minták terv szerinti - (2+), késztermék szúrópróbaszerű vizsgálata; az üzemi gyártásellenőrzés – alapvizsgálat, felügyelet, értékelés, ~ módozatai: kijelölt szervezet megfelelőségi tanúsítványa , A termék direktívák szerinti alapvető biztonsági követelmények kielégítését igazoló Comformite Europeenne megfelelőségi jelölésen túl szükséges a szállító megfelelőségi nyilatkozata a honosított harmonizált szabvány, ETA, ÉME, egyedi engedély szerinti megfelelőségről! 1.5/ A közutak kezelése A közúti üzem résztvevőire vonatkozó állami előírásokat jogszabályok rögzítik. Az Alkotmányon túl alapvető az 1988. évi I. törvény a közúti közlekedésről. „Célja, hogy a közúti közlekedés alapvető feltételeinek, az abban résztvevő személyek és szervezetek jogainak és kötelezettségeinek a meghatározásával elősegítse a közúti személy- és áruszállítási szükségletek kielégítését, a közlekedésbiztonsági és környezetvédelmi követelményeknek megfelelő korszerű járműállomány és közúthálózat kialakítását, működését, a közutak védelmét.” A Törvény az úthálózatot a vonatkozó szabályok betartása mellett mindenki által használható, az állam tulajdonában levő országos közutakra -, az önkormányzatok tulajdonában levő helyi közutakra -, valamint a közösség által korlátozottan (közforgalom elől el nem zárt), vagy
egyáltalán nem használható, egyéb tulajdonban levő magánutakra osztja. A felosztásnak az útkezelői szervezet és az azzal összefüggésben jelentkező feladatok és terhek szempontjából van jelentősége. Az út kezeléséről ugyanis a tulajdonosnak kell gondoskodnia, ezt erre a célra az előírásoknak megfelelően létrehozott szervezet útján is megteheti. A közúti közlekedésről szóló törvény értelmében az út kezelője - a nem koncessziós országos közút kezelője a miniszter döntése alapján a fenntartásra, a fejlesztésre és a fejlesztéssel összefüggő üzemeltetésre alapított társaság, költségvetési szerv, állami többségi tulajdonú gazdálkodó szervezet, versenyeztetés alapján kiválasztott szervezet - a helyi közutak tekintetében a helyi önkormányzat, megbízott gazdálkodó szervezet - koncessziós szerződés alapján működtetett közút kezelője a koncessziós társaság - a magánutak tekintetében a területtulajdonos, vagy a terület ingatlan nyilvántartásba bejegyzett kezelője. Az önkormányzati utak kezelésére lehetséges további elméleti megoldások az 1/21. ábrán tanulmányozhatók. 1/21. ábra A Törvény előírása szerint „a közút kezelője köteles gondoskodni arról, hogy - a közút a biztonságos közlekedésre alkalmas, - közvetlen környezete esztétikus és kulturált legyen.” Az utak fenti követelményeket kielégítő kezelése - igazgatási-, - korlátozott tulajdonosi -, - ellenőrzési és vizsgálati -, - üzemeltetési - és - fenntartási feladatok ellátását jelenti. A közutakon a használók, illetve az érték megőrzése érdekében konkrétan meghatározott teljesítményt/szolgáltatást kell nyújtani, amiben a fejlesztési kötelezettség is benne foglaltatik, mely utóbbi kizárólagosan tulajdonosi feladat. A Törvényben foglalt egyes előírásokat különböző jogszabályok – rendeletek – részletezik, melyek közül a témánk szempontjából lényegesebbeket a későbbiekben szükség szerint ismertetjük. (3.fejezet a közutak kezeléséről)
A hivatkozott rendeletek az országos közutakra kötelezően, a helyi közutakra az önkormányzati függetlenség szabályainak figyelembe vételével alkalmazandók- egyes feladatok konkretizálása önkormányzati rendeletben történik. A magánutak esetében az építményekre, a szomszédságra vonatkozó szabályok a kötelezőek, de a közforgalom számára megnyitott magánutakon a közlekedési szabályok megtartása mellett biztosítani kell a biztonságos közlekedés feltételeit. Amint már jeleztük, az utak kezelésével kapcsolatos költségeket általában a tulajdonosnak, azaz az országos közutak esetében az államnak, helyi közutak esetében az önkormányzatnak, magánutak esetében a jogi-, illetve magánszemélynek kell biztosítania.. Mindenestre kiemelendő a Törvény azon kitétele, miszerint „az út kezelője a kezelői kötelezettségének megszegésével okozott kárt a polgári jog általános szabályai szerint köteles megtéríteni.” A közút kezelőjének felelőssége nem abszolút; vétkes gondatlanság – ad absurdum szándékos mulasztás esetén áll fenn. Megjegyezzük továbbá, hogy a közutak kezelői meghatározott körben és hatáskörrel vagyonkezelői feladatokat is ellátnak. Ez az államháztartásról szóló – 1992. évi XXXVIII. – törvény által megfogalmazott, az állami tulajdonra vonatkozó korlátozott tulajdonosi jogok gyakorlását és kötelezettségek teljesítését jelenti. Jelen tárgy keretében a továbbiakban a közutak üzemeltetésével, fenntartásával kapcsolatos szakmai tennivalókat ismertetjük.
Irodalom: 1.
Kovats Ferentz: Az utak’, és utszak’ építésének módja, Landerer Posony, Kassa, 1778. reprint
2.
Magyar értelmező kéziszótár, Akadémiai Kiadó, 2004.
3.
Dr. Vásárhelyi Boldizsár: Útépítéstan, Tankönyvkiadó, 1963.
4. Közlekedéstan, zeus szif hu / jegyzet,2005. 5. Schuchmann, Kisgyörgy: Közlekedéstervezés – utak, Műegyetemi Kiadó, 2001. 6. Közutak főbb adatai, ÁKMI Kht., Budapest, 2005. 7. Dr. Kovács Árpád: előadás a 2006. évi Budapesti Nemzetközi Útügyi Konferencián 8. Koller: Forgalomtechnika, Tankönyvkiadó, 1976. 9. Útügyi előírások 2007 Magyar Útügyi Társaság 10. Dr. Szakos Pál:Útfenntartás (előadások szakmérnök hallgatóknak)
2./ KÖZLEKEDÉSGAZDASÁGI SZEMPONTOK 2.1/ Elvek és célok Az útfenntartás alapvető feladata a létesítmények – útpályák és tartozékaik – leghosszabb használhatóságának és a teljes élettartama alatti leggazdaságosabb használatának a biztosítása. A teljes élettartam alatti használhatóság fogalmát jól jellemzi az építési termékek alkalmazhatóságáról szóló – korábban már hivatkozott - rendelet fogalmazása, mely szerint amennyiben az építmény a gyártó utasításainak-, műszaki terveknek megfelelő szakszerű beépítést követően, a termék teljes élettartama alatt rendeltetésszerű használat, előírt karbantartás mellett kielégíti az alapvető követelményeket. Az előírt karbantartás végrehajtásának felelőse a közút kezelője, melyhez a pénzügyi feltételeket a tulajdonosnak – állam/önkormányzat – kell biztosítania. A karbantartási – a továbbiakban fenntartási – tevékenység műszaki mélysége/költsége/gyakorisága alapvetően a pályaszerkezet – de természetesen az igénybevétel és a környezeti feltételek – függvényében eltérő. Az útfenntartással megvalósítandó célokat országonként, de szerzőnként is eltérően fogalmazzák meg, így eltérően ítélik meg az útfenntartás fogalomkörébe tartozó feladatokat is. Első feladat tehát az elérendő célok, az érték-rendszer megfogalmazása. Az út forgalomnak történő átadását követően szerteágazó tevékenység folyik: forgalomszabályozás és irányítás, elemi károk elhárítása, tisztántartás, javítás, gondozás, helyreállítás, korszerűsítés… Az egyes tevékenységeket megjelölő elnevezések formailag hasonlóak, tartalmi megkülönböztetésükhöz definiálni kell azokat. Az útfenntartás feladata a biztonságos és zavartalan közlekedés biztosítása és az útnak, mint állóeszköznek az állagmegóvása és a környezeti terhelés minimalizálása. Ide sorolják az útüzemeltetést, a karbantartást és a fejlesztést. Az útüzemeltetés a pálya és környezet műszaki jellemzőiek megváltoztatása nélkül biztosítja a járműforgalom biztonságos lebonyolítását. A karbantartás az út rendeltetésszerű, biztonságos használata érdekében végzett állagmegóvó javítási és tervszerű megelőző fenntartási munkálatokból áll. A 2/1. ábra a különböző útügyi beavatkozások összefüggéseit , a 2/2. ábra az útfenntartás komplexitását, a 2/3. ábra az útfenntartás fogalmi körét szemlélteti. 2/1 - 3. ábra A szűkebb értelemben vett útfenntartáson belül a karbantartás az azonnal végrehajtandó, illetve folyamatosan végzendő, konkrét helyszínét illetően előre nem tervezhető, kis terjedelmű, a forgalombiztonságot, állagvédelmet szolgáló, az út használati értékét nem növelő munkák köre. A helyreállítás a rövidebb ciklusú, tervezett, nagyobb felületre kiterjedő, a használhatóságot korlátozottan javító munkák összessége. A felújítás a nagyobb időtávban ismétlődő, kiterjedt, az aktuális forgalmi igények kielégítését célzó, használati érték növelő munkák összefoglaló neve. Tágabb értelemben az útfenntartás körébe sorolunk olyan, a felújítással összefüggően, vagy önállóan elvégezhető beavatkozásokat, mint a környezetei, ökológiai feltételek javítása, a zaj
elleni fokozott védelem/zajcsökkentés, a pótlólagos növéntelepítés, a keresztmetszet átrendezés (pl. forgalomcsillapítás), a vegyes forgalmi felületek (jármű/gyalogos) kialakítása, a kerékpárút, valamint további minőségjavítási beavatkozások: baleseti pontok megszüntetése, vízetlenítés átépítése (csatornázás), vízköd felszámolása (drain aszfalt), jegesedésveszély elhárítása... A felújítás fogalomkörében értelmezünk további jól behatárolható és a szakmában használatos fogalmakat az alábbi tartalmakkal: - rekonstrukció - az útpályaszerkezet cseréje, azaz a teljes pályaszerkezet, vagy jelentős része eltávolítása és a régi pályaszerkezettel egyenértékű pályaszerkezet építése a felbontott anyag (részbeni) felhasználásával, - rehabilitáció - újraburkolás, helyreállítás, lokális vonalvezetési korrekciók a régi burkolat részbeni felhasználásával, a padkák javításával (korona szélesítéssel). N.b. az amerikai PMS fogalmazásban 3R jelzéssel illetett komplex értelmezés a Resurfacing (újraburkolás), Restoration (helyreállítás), Rehabilitation (rehabilitáció). Közös jellemzője, hogy az út kapacitását nem növeli, de a szerkezeti/forgalmi megfelelőséget javítja. A forgalom itt dinamikusan értelmezendő, azaz az út szolgáltatásait, leromlott képességeit a megváltozott forgalmi körülményeknek megfelelően kell visszaállítani. A fenntartási fogalomkörön túlmutató fogalmak: - az útkorszerűsítés, mely a meglevő út szolgáltatási szintjének lényeges megjavítása az út nyomvonalának egységes elvek szerinti (részleges) módosítását jelenti; ezen fogalomkörben értelmezve a vízszintes és magassági korrekciók végrehajtását, az útpálya szélesítését, többletburkolat - padka, leállósáv - készítését, kapaszkodó/előzősáv építését, a vasúti átjárók -, csomópontok átépítését. - a közút-fejlesztés keretébe tartoznak az olyan útépítési munkák, amelyek két földrajzi pont közt vagy új összeköttetést teremtenek, vagy a meglevő út kapacitását lényegesen növelik. Ilynek az új gyorsforgalmi utak, elkerülő (bay pass) útszakaszok, összekötő -, bekötő utak, az előbb említett útkorszerűsítés, új hidak -, műtárgyak építése, vagy korszerűsítése. Itt említjük meg, hogy a tagállamoktól kért kötelező EU statisztika igényli a beruházási -, folyó (utak burkolatának fenntartása és egyéb ~) -, valamint az általános kiadások elkülönített bemutatását. 2.2/ Az útfenntartás pénzügyi vetületei Az útállomány - mint állóeszköz – vagyonelem, a közútállomány így a nemzeti vagyon alkotóeleme (lásd korábban). Bár a közvetlen költségek elkülönülnek, a fenntartási intézkedések az optimális használatot és a vagyon értékmegőrzését egyaránt szolgálják! Az üzemeltetés/fenntartás – és az úthasználó költségeinek összefüggését, egymásra hatását, a felmerülő költségek tartalmi összefüggését szemlélteti a 2/4. ábra.
2/4. ábra Az útállapotok és ráfordítások kapcsolatát, a leromlás fokozott költségnövelő hatását a 2/5. ábra demonstrálja. 2/5. ábra A közvetlen útfenntartási költségek az út tulajdonosánál – állam, önkormányzat, jogi-, vagy természetes személy -, a járműüzemi-, idő-, baleseti költségek a jármű tulajdonosánál/használójánál jelentkeznek. Az üzemelő út környezetét – benne az ott tartózkodókat - környezeti terhek – ún externális, költségben kifejezhető -, illetve ki nem fejezhető hatások terhelik. Ugyan a költségek viselői elkülönülnek, de nemzetgazdasági szinten összegezve azokat a kiadásoknak létezik egy minimuma. A számítás képlete: G = (∑B+∑U+∑I+∑E)+( ∆NP+∆NP,B…) G=
S
+
∆N
ahol - a korábbi fogalmainkat használva - G az aktualizált összköltség, B az építési -, U a karbantartási -, I helyreállítási -, E a felújítási költség, ∆NP a baleseti -, ∆NP,B a fenntartási beavatkozások alatti úthasználói többletköltség; S az aktualizált tulajdonosi (útfejlesztési -/fenntartási költség, ∆N az aktualizált úthasználói többletköltség. Kiterjesztett értelmezésben a létesítményi költségek: Ki =∑ (Bi, Üi, Fi, Köi, Tái, Méi) ahol: Üi az üzemeltetési -, Fi a fenntartási (karbantartási -, helyreállítási -, felújítási -) -, Köi a környezetterhelési -, Tái társadalmi -, Méi maradványérték. A 2/6. ábra fenti útüzemeltetési-fenntartási- és a járműüzemi költségek, valamint az útállapotok összefüggését mutatja be. 2/6. ábra A fenntartási ráfordítások meghatározásának határoló pontjai: 1
a ráfordítás alsó határa a törvényi kötelezettség, azaz a forgalombiztonság „minimális”, azaz elvárt fenntartása – ez alapvetően függ a gazdasági helyzettől, a politika döntéseitől
2
a ráfordítás felső határa a közpénz gazdaságos felhasználási követelménye.
V.ö.: Amennyiben az utakkal kapcsolatos tevékenység várható és kedvezőnek ítélt hatásai a
vizsgálat alá vont időszakon belül felülmúlják a becsült kedvezőtlen hatásokat, a tervezett kiadás gazdaságilag és társadalmilag indokolt (Dr. Tímár András). A fenntartási költségek és ráfordításuk révén nyert előnyök nettó jelen értéke összeggörbéjének jellemző pontjait a 2/7. ábra mutatja be. 2/7. ábra 2.3/ Az útfenntartás/fejlesztés lehetséges pénzügyi forrásai A közutak fenntartása/fejlesztése alapvetően közösség pénzéből történik, de a költségfedezet előteremtésének, a költségek viselésének változatos lehetőségei vannak, melyek közti választás, egyben a mérték meghatározása végeredményben politikai kérdés. A társadalmi/csoport/egyéni igények teljes körűen nem elégíthetök ki - az igények versenyeznek egymással. Ugyanakkor tudomásul kell venni, hogy a szükséges költségek kielégítetlensége pontosan definiálható károkat okoz. Közlekedéspolitikai feladat mind rövid, mind hosszabb távra a finanszírozás mértékének, az egyes finanszírozási megoldások arányainak – közpénz/magántőke, befektetés/hitelfinanszírozás, adók/díjak, intézményi -/üzemeltetési -/fenntartási kiadások – a meghatározása, szabályozása . Ezen kérdéskör aktuális adatokkal alátámasztott feldolgozását adták a dr. Koren Csaba - dr. Tánczos Lászlóné - dr. Tímár András szerzőpáros a Közelekdésépítési Szemle 2011. februári számában közölt cikke: A közúti kiadások forrása, melyből - a teljes cikkek elolvasását ajánlva közöljük az itt 2/8. ábrát (és a továbbiakban még többet): 2/8. ábra A finanszírozás – jelen előadásban – az úthálózattal kapcsolatos műszaki tevékenységek végrehajtásához - szükséges- (állapotmutatók, teljesítményi mérőszámok), - megfelelően indokolt- (gazdaságos, jogszerű), - tervezett kiadásokhoz pénzforrások képzése és folyósítása A szükséges ráfordítások közgazdasági megközelítései közt említendők: - az értékcsökkenési ráta, mely az útállomány mint nemzeti vagyonrész értékéből és súlyozott átlagos életkorából számítható, a 1,7-2 %-ra tehető rátával a 2004. évi 8 142 Mrd forint bruttó értékű útvagyonból mintegy 160 Mrd évi értékcsökkenés adódik a 21-31 Mrd Ft évi tényleges ráfordítással szemben ( lásd korábbi 1/1 ábra és itt a 2/9. ábra); 2/9. ábra - az útállomány, mint műszaki létesítmény állapota az idő és időjárás (öregedés) -, az igénybevétel (fáradás, kopás) -, a technológiai "lemaradás" (erkölcsi avulás) -, az elmaradó/kevésbbé hatékony fenntartás hatására romlik, a szintentartás rendszeres beavatkozást
igényel, ami az egyes alkotóelemektől függően 15-25 éves visszatérő helyreállítást/felújítást jelentene - ezzel szemben 40 évet meghaladó a visszatérési periódus (2/10. ábra); 2/10. ábra - a kapacitáshiányos, rossz műszaki állapotú utakon a csökkenő utazási sebesség a közlekedési költségek növekedésével is jár, amint azt a 2/11. ábra is szemlélteti. 2/11. ábra A 2/11. ábra kapcsán is érdemes felidézni a megszakítás nélküli útszakaszok teljesítőképességének számítását megalapozó ún.fundamentális diagramot és az abban tárgyalt fogalmak - sebesség, járműsűrűség, forgalomnagyság, kapacitás és -kihasználtság összefüggéseit, melyet a dr. Nemesdy Ervin professzor által közölt 2/12. ábrán mutatunk be. 2/12. ábra
Az indokoltság, a ráfordítások gazdaságosságának megítéléséhez használatos lehetséges gazdaságossági mutatók, mint az EU támogatási alapok odaítéléséhez használt indikátorok: a hasznok nettó jelenértéke, haszon/költség arány, belső megtérülési ráta, az alábbi tartalommal: hasznok nettó jelenértéke - Net PresentValue üzembe helyezés évére diszkontált összes megtakarítás és ráfordítás egyenlege NPV>0 haszon/költség arány üzembe helyezés évére diszkontált összes haszon és ráfordítás hányadosa NPV/CAP>1 belső megtérülési ráta Internal Rate of Return NPV=0 értékhez tartozó diszkonttényező. A Nemzeti Fejlesztési Ügynökség útmutatója szerint:
A finanszírozás tervezése - a lehetséges források: • adó- és illeték bevételek (általános-, különleges adók) •
üzemeltetési bevételek
•
nemzetközi szervezetek pénzalapjai, támogatások, segélyek, adományok,
•
vállalkozók és magánszemélyek átmeneti és tartós megtakarításai, tőkebefektetések, hitelek
A finanszírozás "szervezeti" változatai •
költségvetési finanszírozás közpénzből (éves költségvetési előirányzat) – Útfenntartási és Fejlesztési Célelőirányzat (UFCE) - Útpénztár,
•
elkülönített költségvetési finanszírozás közpénzből – Útalap (2/13. ábra),
•
költségvetésen kívüli finanszírozás az úthasználók bevonásával - pl. úthasználati díj,
•
a magánvállalkozás és a magántőke bevonása – BOT (Build- Operate-Transfer) - PPP (Public Privat Partnership) [2/1. táblázat],
•
fentiek vegyes alkalmazása.
Az egykor útalapra felvett hiteleket – azaz az adósságszolgálatot a 2/13.-, az útalap, majd 2000től az UFCE kiadásait a 2/14. ábra szemlélteti, a PPP alapú fejlesztéseket a 2/1. táblázat foglalja össze.. 2/13-14. ábrák 2/1. táblázat Az EU forráslehetőségeket részletezve a 2004. évi csatlakozásunk előtt az ún. előcsatlakozási alapok – a PHARE, az ISPA …- adták a döntő támogatási forrásokat. A 2004-2006 és a 20072013. években a Strukturális -, a Kohéziós – és a Regionális Fejlesztési Alapokból erednek az EU támogatási forrásaink. A Strukturális Alapok felhasználására készült a 2. - Új Magyarország Fejlesztési Terv 15 Ágazati Operatív Programja, közte a Közlekedési Operatív Program a nemzetközi -, térségi elérhetőség, a közlekedési módok összekapcsolása, a közösségi közlekedés fejlesztése és technikai
segítségnyújtás feladatokkal, valamint a Regionális Operatív Program az ún. vidékfejlesztési - az alsóbbrendű úthálózatra vonatkozó kistérségi, megközelíthetőség javítási - feladatokkal. A Kohéziós Alap 50-50 %-ban a környezetvédelmi és a TEN-T közlekedési nagyprojekteket támogatja legfeljebb 85% mértékig, legkevesebb 10 millió euró egyenkénti nagyságrendben (azaz ennek megfelelő projekt terjedelem felett) azon tagországokban, amelyek GNP/fő mutatója a tagországi átlag 90 %-ánál kisebb. Az Európai Regionális Fejlesztési Alap a konvergencia, a regionális versenyképesség és a területi együttműködés célok elérését támogatja. A 2/15. ábra a Kohéziós Alap tervezett ágazati felhasználási arányait, a 2/16. ábra az ERFA, KA mértékét, a 2/17. ábra a KA 2007-2013 közti célokra bontását szemlélteti. 2/15– 17. ábrák A magántőke igénybevételével BOT konstrukcióban épültek 1991-2000 közt az M1/M15 és az M5 (I. ütem) autópályák. Az Eurostat igényeinek megfelelő magasabb magántőke kockázatvállalást elégítették ki a 2004-2010 közt épült PPP konstrukciójú rendelkezésre állási díjas M5 II. ütem, M6/M60 autópálya szakaszok. Ezek a projektek az adott időszakokban az éves fejlesztési források mintegy 1/3-át képviselték. Az ugyancsak magántőke igénybevételére épülő – a közúti közlekedési törvényben lehetőségként megjelent - teljesítmény alapú üzemeltetési-fenntartási szerződés létrehozására tett kísérlet (M 43) egyenlőre nem járt sikerrel. A jelenlegi finanszírozási megoldás az Útpénztár elnevezésű forma, melyről aktuálisan a már említett 41/2011. (VIII.3.) NFM rendelet intézkedett és amelyet az ugyancsak bemutatott KKK kezel. Az útpénztár bevételét képezik meghatározott országos költségvetési fejezetek, az ÁFA-val csökkentett úthasználati díjak -, a közúti kezelésű, de úton kívüli (időlegesen, vagy véglegesen felesleges) ingatlanok hasznosítási bevétele, támogatások és hozzájárulások, átvett és különböző egyéb pénzeszközök. Az útpénztár kiadásai közé sorolandók az országos közúthálózat -, - műtárgyai, - tartozékai üzemeltetése, fenntartása, fejlesztése; az úniós támogatású fejlesztések önrésze; a koncessziós fejlesztések előkészítése, területbiztosítása, ellenőrzése; az útügyi műszaki szolgáltatások; a szervezetek működtetése, a helyi közutak egyes kiadásainak (kerékpáros létesítmények, vízen átvezető megoldások) támogatása. A 2009. évi arányok a 2/18. ábrán tanulmányozhatók; feltünő a szervezeti költségek mintegy 1/4 aránya, de ez alapvetően a többi kiadás rendkívül korlátozott voltából adódik. 2/18. ábra Az üzemeltetési bevételek növelését, a költségek egy részének a pályahasználóra terhelését szolgálja az útdíj , melyet 2000-től minden gyorsforgalmi-út használó jármű, 2005-től további 42 főútszakaszt használó 12 to össztömeg feletti nehézjármű időalapú átalánydíjként („matrica”)
fizet hazánkban. Az EU irányelvének megfelelő „a használó és szennyező fizet” rendszerű, megtett úttal arányos díj elektromos formában történő kivetésére már évtizede készültünk. A legújabb tervek szerint 2012-től fokozatosan került volna bevezetésre ez a matricás rendszer méltánytalanságait kiküszöbölő, a jelenleg éves mintegy 50 mrd Ft-nál lényegesen magasabb bevétellel (2021-re a jelenlegi elképzelések szerin akár évi 280 mrd Ft/év) járó díjforma. A bevezetését az alapvető forráshiányon túl indokolná a használati díja s útrendszer sajátosságaiból (EU által is - Eurovignette irányelv - korlátozott díjszint, az úthossz -, futásteljesítménytől független díj, a költséges ellenőrzés) eredő virtuális útdíj csökkenése (lásd 2/19. ábra), a használati díjas rendszer méltánytalanságai ( alkalmi és rövid szakaszt használók hátrányos megkülönböztetése, nehéz járművek által okozott károk keresztfinanszírozása), a hatékony ellenőrzés relatíve magas költségei. 2/19. ábra Az utóbbi évek 45-50 Mrd Ft/év bevételével szemben a szakma által fokozatosan bevezetni javasolt használatarányos díj 80 Mrd Ft-ról 10 év alatt 280 Mrd Ft-ra növekvő nettó bevételt hozhatna. (lásd 2/20. ábra a az utóbbi évek bevételeiről, 2/2. táblázat a nemzetközi összehasonlítás alapján javasolt díjakról és ezek becsült bevételeiről). 2/20. ábra 2/2. táblázat A használatarányos díjrendszer ezredforduló óta aktuális bevezetéséhez dönteni kellene a díjbevezetés üteméről (járműkategóriák, időpontok), a díjak mértékéről, az érintett hálózati elemekről, a díjszedés rendszeréről, a technika szállítójáról. Nagy költséggel számos szakmai tanulmány készült, történtek pályáztatási lépések is, de a politika ismét halasztotta - most már vélhetően sajnálatosa 2014. utánra - a konkrét bevezetésre irányuló döntéseket. 2.4/ A gazdálkodási rendszerek szerepe a finanszírozásban Alapelvek A gazdálkodás a (korlátlan) szükségleteket kielégítő vagyontárgy működéséhez szükséges (korlátos) források összehangolása. A szükséglet esetünkben a közúti helyváltoztatás (utazás/szállítás) - a közúti üzem - gazdaságosan használható pályája, melynek meglétét, kapacitását, használhatóságát korlátozott pénzügyi eszközök gazdaságos felhasználásával kell biztosítani. Ezt napjainkban számítógéppel kezelt matematikai modellek segítik, melyek átfogják a tervezés, kivitelezés, fenntartás, állapotjellemzés és változása, a szükségszerinti fejlesztés teljes területét hálózati elemenként, létesítményenként, térben és időben kiterjedten, meghatározható peremfeltételek kikötése (stratégiák) mellett. Ezek a gazdálkodási rendszerek teljeskörűen az egyes vagyonelemekre - burkolat/pályaszerkezet/híd... - kidolgozottak, de törekvés van ezek integrálására és teljes élettartamra kiterjedő alkalmazására, amint ezt a 2/21-24. ábrák szemléltetik. 2/21-24. ábrák
Az állapotjellemzők, illetve időbeli alakulásuk az útgazdálkodásnak – a fenntartási tevékenység optimálásának – bemenő adatai. A Pavement Management System (PMS) elméleti alapjait, belső összefüggéseit az utóbbi húsz évben minden fejlett útügyi kultúrával rendelkező ország szakirodalma ismerteti. Ma már számos magyar nyelvű publikáció is foglalkozik a PMS-el. Az alkalmazás alapja az a számítógépes program, amelyet 1993-tól adaptált a hazai közúti igazgatás - MPMS - a Világbank Highway Design and Maintenance (HDM-4) és a finnországi közútfenntartás hálózat-gazdálkodási rendszeréből (HIPS). Az így kialakított eljárás ma már a hazai stratégiai tervezés fontos eszköze, segítséget nyújt a hálózati szintű útgazdálkodási döntésekhez és a hatásvizsgálatokhoz. A gazdálkodási rendszer matematikai modellje hálózati -, projekt -, vagy feladat szintű eredményeket ad. A hálózati szintű modell az útszakaszokat az állapotjellemzők szerinti halmazokba sorolja. A javasolt megoldás vagy a minimális ráfordításokkal (rendszeroptimálás), vagy az egyes csoportokhoz rendelhető még elfogadható megoldásokkal (egyedi optimálás) dolgozik. A létesítmény (projekt) szintű modell a hálózati szintű adatokat útszakaszokra bontja. A feladat szintű modell a létesítmény szintű modell tényleges ütemezése és konkrét kidolgozása..
A PMS alkalmazásnál figyelembe veendők: 1
Az állapotváltozás időben nem lineáris (hanem gyorsuló vagy lassuló) folyamat.
2
Az állapotmegtartás költségei az állapottal arányosak.
3
A beavatkozás költségei és hasznai nem ugyanazon időpontban jelentkeznek.
4
A jelen állapot alapján a jövőbeni állapotra kitekintve létezik olyan kedvező időpont, amikor a legkedvezőbbek a költségek.
5
Műszaki és pénzügyi-gazdasági vonatkozásokat együtt, azonos időhorizonton kell vizsgálni.
A legutóbbi teljeskörű felhasználás a 2008. évben készült Nemzeti Útfelújítási Program (NÚP) megalapozását szolgálta, melyet az alábbiakban mutatunk be: A burkolatgazdálkodási rendszerben a teljes országos közúthálózatot útkategóriánként forgalmi kategóriákba, az utakat burkolattípusoktól függően aszfaltbeton, aszfaltmakadám burkolatcsoportba sorolják. A NÚP forgalmi kategóriáit a 2/3. táblázat foglalja össze. 2/3. táblázat
A burkolat, illetve pályaszerkezet állapotát négy állapotjellemzővel jellemezték, és a két burkolattípuson belül osztályközökbe sorolva vizsgálták. Az érdesség/csúszósurlódás figyelembe vétele egyedileg történt. Az éves fenntartástervezéshez a legfrissebb állapotadatokat használták. Tekintettel arra, hogy nem minden állapotmérést végeznek el minden évben, az adatokat előzetesen, egy (ún. idősoros) számítógépes program segítségével közös időhorizontra hozták. Az állapotkategóriák számát – a teherbírás kivételével – csökkentették, ötről háromra. Ennek oka, hogy fenntartás tervezési – útmenedzselési szempontból csak azoknak az állapotjellemzőknek és állapotkategóriáknak van értelmük, amelyekhez beavatkozásokat lehet rendelni. A NÚP a teljesítményi mérőszámokat illetően burkolattípustól függetlenül főút/mellékút kategóriában tervezett (2/4. táblázat). A már említett forgalmi kategóriák a sorrendiséget (gazdaságosságot) befolyásolták. 2/4. táblázat A beavatkozásokat nem technológia szerint, hanem funkciók szerint különítették el. A fenntartási beavatkozások hatása lehet: 1
lokális
2
csak felületi
3
szerkezeti
Vannak tehát olyan beavatkozások, amelyek csak egy-egy állapotjellemzőt, míg mások többet, esetleg mindegyiket javítják (2/5. táblázat). A javító hatás jelentkezhet csupán az első egy-két évben, vagy huzamosabb ideig tarthat, tartósan komfortosabb közlekedési felületet nyújtva az úthasználónak és tartósan kisebb fenntartási-üzemeltetési költségeket az út kezelőjének. 2/5. táblázat A beavatkozásokhoz szükséges éves költségkeret ebben a tervezési rendszerben az érvényes stratégiából adódik. A keret nagysága és a lehetséges beavatkozások fajlagos átlagos költségei alapján meghatározhatók az elvégezhető beavatkozások, beavatkozások által elérhető útállapot változások. Az elvégzett munkálatok a ráfordítástól függően erőteljesebb, vagy kevésbé jelentős állapotjavulást időznek elő. Eközben az úthálózat azon részére, ahol nem végezhető beavatkozás, az igénybevételek hatására tovább használódnak, romlanak. A burkolatállapot tehát minden évben változik, az útállapot összetétele minden évben más és más lesz. A NÚP vizsgált beavatkozási változatai: „rutin” fenntartás; költségkorlát nélküli gazdaságos beavatkozások; a jelenlegi forrásnagyság felhasználásának az optimálása; a jelenlegi állapotok fenntartásához szükséges források mértékének megállapítása; az EU színvonalának eléréséhez szükséges forrásnagyság meghatározása. Kiemelendő, hogy a burkolatgazdálkodási modellek alkalmazása rendkívül korlátozott források esetén is számottevő előnyöket eredményez - 2/25.ábra
2/25. ábra A burkolatgazdálkodás további részletei a következő fejezetben kerülnek tárgyalásra. Irodalom
1.
PMS: az úthálózat optimális fenntartásának eszköze, Közúti Közlekedési Füzetek 21. Budapest, 1999
2.
Pavement Management System (PMS) Felhasználói Kézikönyv, Budapest, 1998, UKIG.
3.
Dr. Gáspár: Útgazdálkodás, Akadémiai Kiadó Budapest, 2003
4.
Dr. Koren – Dr. Tánczos – Dr. Tímár: A közúthálózat a nemzeti vagyon eleme, vagyongazdálkodás. Közlekedésépítési Szemle 2011. január
5:
Dr. Koren – Dr. Tánczos – Dr. Tímár: A közúti kiadások forrásai Közlekedésépítési Szemle 2011. február
6.
Jász-Nagykun Szolnok megyei országos közúthálózat burkolatfenntartás és felújítás hosszú távú programja, Tájékoztató, 2003. Szolnok
7.
Dr.Szakos Pál:Útfenntartás (előadások szakmérnök hallgatóknak)
3./ ÚTÜZEMELTETÉS, A KÖZUTAK ÁLLAPOTÁNAK ELLENŐRZÉSE, A KÖZUTAK KEZELÉSE
3.1./Röviden a közutak kezelési -, üzemeltetési -, fenntartási feladatairól Az előző fejezet 2.1. és 2.2. ábrája már szemléltette az útüzemeltetés – fenntartás – fejlesztés útgazdálkodás komplexitását, a 2.3. ábrán bemutattuk a szélesebb értelemben vett útfenntartás azaz az útüzemeltetés és -fenntartás - részletes tevékenységi körét. Az 1.5 alfejezetben szóltunk a közúti közlekedési törvény szerinti lehetséges közútkezelőkről (33.bekezdés): országos közút vonatkozásában - miniszter által alapított társaság, költségvetési szerv,
gazdálkodó szervezet - versenyeztetés alapján kiválasztott szervezet - koncessziós társaság, helyi közút tekintetében
- helyi önkormányzat,
- megbízott gazdálkodó szervezet, magánutak tekintetében
- tulajdonos, vagy megbízottja
- az ingatlan-nyilvántartásba bejegyzett kezelő. Amint a már az 1. fejezetben idézett közúti közlekedési törvény rögzíti, „a közút kezelője köteles gondoskodni arról, hogy a közút a biztonságos közlekedésre alkalmas, közvetlen környezete esztétikus és kulturált legyen.” előírja továbbá, hogy „a közutat, annak műszaki, baleseti, forgalmi adatai…a kezelőnek nyilván kell tartania”, „az országos és a helyi közút üzemeltetője útellenőri szolgálatot működtet”, a közút kezelője „ a közlekedés résztvevőit tájékoztatja a közlekedés biztonságát és zavartalanságát jelentősen befolyásoló körülményekről”,… „a közút megrongálódását…köteles kijavítani és a közút forgalmának biztonságát veszélyeztető helyzetet elhárítani. A kijavításig és a veszélyhelyzet elhárításáig köteles a forgalomban résztvevőket a veszélyre figyelmeztetni, szükség esetén sebesség, vagy súlykorlátozást elrendelni, illetőleg a közutat lezárni.” Ugyancsak rögzíti a törvény, hogy”a közút tisztántartásáról, a hó eltakarításáról, továbbá az út síkossága elleni védekezésről a közút kezelője gondoskodik.” A közutak kezeléséről intézkedő rendeletek (6/1998.(III.11.) KHVM r. az országos közutak kezelésének szabályozásáról; 5/2003.(I.28.)GKM r.. a helyi közutak kezelésének szakmai szabályairól) rögzítik, hogy „a közutakon… útellenőri szolgálatot kell működtetni”, illetve, hogy a”a helyi közutak és azok környezetének szakszerű felügyelete érdekében a közút kezelője a helyi közutakon…útellenőri szolgálatot működtet…” A közútkezelési feladatok a nyilvántartás, az útellenőrzés, az általános útüzemeltetés (tisztántartás, növényzet gondozás) és a téli útüzemeltetés és a későbbi fejezetekben tárgyalt fenntartási feladatok ellátása keretében kerülnek megvalósításra. A kezelő a növekvő igények kiszolgálása érdekében a tulajdonos megbízásából meghatározott fejlesztési feladatokat is ellát. A feladatok értelmezése a jogszabály szavaival:
- tisztítás az országos közutak téli tisztántartását elősegítő szolgáltatások összessége, - ellenőrzés és vizsgálat a közút szakszerű felügyelete a közútkezelési szolgáltatási osztálynak megfelelő gyakorisággal, - üzemeltetés a közúti forgalom biztonságos és kulturált lebonyolítását elősegítő rendszeres, illetve eseti közútkezelői beavatkozások összessége, - fenntartás a forgalmi igénybevételből és az időjárási, valamint egyéb természeti hatásokból származó természetes leromlás ellensúlyozásához szükséges tevékenységek ellátása, amely alkalmas a meglevő közút állagának megóvására. A közút kezelője fentiek és más jogszabályok értelmében a gondjaira bízott úthálózat üzemeltetési – fenntartási - fejlesztési feladatain túl korlátozott tulajdonosi – vagyonkezelői – feladatokat is teljesít - az út igénybe vevőivel/szomszédaival szemben – meghatározott jogszabályi keretek közt – érvényesíti a közúti érdekeket (hozzájárulások kiadása – csatlakozás, építés, közműelhelyezés, árusítás…), beszedi a tulajdon hasznait ( bérbeadás, útdíj; kötelezettségek teljesítése – gyom-, kártevő irtás…), valamint szabályozza az út forgalmát. Ma még újszerű, a koncessziós útüzemeltetői gyakorlatban megjelent eszköz és követelményrendszer az üzemeltetési és fenntartási kézikönyv, ami a tervezői és kivitelezői előírások összefoglalása a tervezéssel, építéssel, üzemeltetéssel és fenntartással kapcsolatos szabványok, műszaki előírások alapján a megfigyelési, hibaregisztrációs szabályokra, a hibák rendszeres javítására, a majdani felújítás – rehabilitáció – tervezésére és végrehajtására.
A kezelői feladatok maradéktalan ellátásához elengedhetetlen az ugyancsak törvényi kötelezettségként is előírt állapot- és adatfelvétel, nyilvántartás.
A közút adatainak nyilvántartása: A Törvény /7/ előírása szerint a közutat, annak műszaki, minőségi, forgalmi, baleseti adatait, valamint forgalmi rendjét meghatározó jelzéseket, továbbá a közúti beruházási kiadások, folyó kiadások-ezen belül elkülönítve a burkolatfenntartási kiadások, általános kiadások - adatait nyilván kell tartani. A nyilvántartás alapja az azonosítás és helymeghatározás (részletesebben a 3.7. alfejezetben). Ez történhet: 1
az út nevével, számával és az adott pont kezdőponttól mért km távolságával,
2
az út nevével, számával és ún. csomóponti azonosítók közti km távolsággal,
3
az út nevével, helyrajzi számával.
A közúti nyilvántartások adatai:
1
ingatlan nyilvántartási adatok és térképek,
2
a műszaki szakaszos adatok: közút azonosítók, közút hálózati szerepkör, területi elhelyezkedés, közúti környezet, útgeometria, keresztszelvény, pályaszerkezet, víztelenítés, világítás, kerékpárutak, járdák, gyalogutak, közmű-oszlopok, fasorok, facsoportok, hófogó erdő, -cserje sávok , út menti tám-, bélés-, zajvédő falak, elválasztó sávok, tömegközlekedés;
3
műszaki pontszerű adatok: csomópontok, tömegközlekedés megállói, átereszek, hidak – külön szabályozás szerint /11/, közműalagutak, kompok, révek, pontonhidak, pihenő és várakozóhelyek, út feletti merev áthidalások, műemléki védettségű műtárgyak, műszaki emlékek, csatlakozó utak, gyalogos átkelőhelyek, vadátjárók, kerékpáros átvezetés;
4
minőségi adatok: mérési és állapotfelvételi adatok, minősítő osztályzatok
5
forgalomszámlálási adatok (ÁNF, MOF, F 100, kerékpáros),
6
forgalmi rend adatai: közúti jelzések: jelzőtáblák, útburkolati jelek, forgalomirányító berendezések, csomóponti forgalmi rend vázlatok, úttartozékok, szintbeni közúti-vasúti kereszteződések, kijelölt gyalogos átkelőhelyek
V.ö.: A közút forgalmi rendjét – ha jogszabály másként nem intézkedik – a közút kezelője alakítja ki. /7/ 7
forgalombiztonsági adatok,
8
szolgáltatási osztályba sorolás
9
.útgazdálkodás adatai – beruházás/folyó kiadások/általános kölcsönök/törlesztés/hitelszolgálat – (EU követelmény!),
kiadások;
10 kezelői intézkedések nyilvántartása – hozzájárulások, nyilatkozatok, szemlék.
Az aktuális útállapot, forgalmi helyzet észlelése, a közlekedők és a belső szolgálat informálása, a jogszabályi követelmények és a kezelői hozzájárulásokban előírtak közúthasználók általi betartásának ellenőrzése, a veszélyhelyzet -, a meghibásodások elhárítása a jogszabály által előírtan a szolgáltatási osztály által meghatározott gyakorisággal (napi 2x – 0,4 év) működtetett útellenőri szolgálat feladata. Az útellenőr információs és gyakorlati munkavégzését szemléltetik a 3.1/1-2. ábrák. 3.1/1-2. ábrák A hidak/műtárgyak állapotának megszemlélés útján történő ellenőrzése ugyancsak rendszeres útellenőri feladat. A félévente végzendő alaposabb hídszemle, az éves hídvizsgálat, a meghatározott műtárgyaknál hosszabb időszakonként ismétlődő fővizsgálat külön szakszemélyzet feladata.
Ugyancsak szakszemélyzet feladata a burkolat és vízelvezetés állapotának évenkénti vizsgálata (lásd ROADMASTER), a kötelező éves útbeutazás, az átereszek működőképességének éves vizsgálata, a tám- és bélésfalak, védőkapuk, merev áthidalások éves, a hídvizsgálattal azonos mélységű vizsgálata, a szintbeli közúti-vasúti keresztezések útellenőrzés gyakoriságával azonos, de legalább heti vizsgálata, a forgalmi és baleseti helyzet lényeges változásakor, de legalább 5 évenként forgalombiztonsági felülvizsgálat, a 2 évenkénti fa állagvizsgálat.
Az utak gyakorlati üzemeltetési feladatai közt a központilag ellátott állapotfelvétele és adattári munkán, valamint a területhez rendelt útellenőrzésen túl az általános és a téli útüzemeltetés súlyponti feladatok. Ezeket az országos közutakon ma még túlnyomórészt a kezelő szervezet rendszeresített, e feladatokra létrehozott üzemeltetési-fenntartási telepére – mérnökség/üzemmérnökség – telepített szakszemélyzet és géppark látja el. Az önkormányzati utakon a feladatellátás megoldása a hálózat hossza, igénybevétele, elhelyezkedése függvényében differenciált. A rendszeres, illetve a szolgáltatási osztály által meghatározott ciklusú tisztítás, ápolás feladatkörébe tartoznak a közlekedési felületek (út, járda, parkoló…), a hidak, műtárgyak, vízelvezető rendszerek, forgalmi jelzések, az útvilágítás, a pihenőhelyi építmények, felszerelések. Az útterületen forgalombiztonságiés védelmi, mérnökbiológiai, valamint esztétikai/komfortnövelési céllal kiterjedt növényállományt (fa, cserje, fű) telepítenek és tartanak fenn. Ezen útmenti az útterület részét képező növényállomány ápolása, gondozása – a fűfelületek kaszálása, szükség szerinti pótlása ugyancsak üzemeltetési feladat. A fákról, cserjékről szaknyilvántartást/üzemtervet kell vezetni, állományváltozásukat meg kell tervezni, azzal el kell számolni az erdészeti szakhatóság fele. A fák állékonyságát 2 évente egyenként ellenőrizni kell. Üzemeltetői feladat a fák, cserjék gondozása, metszése, űrszelvény biztosítása, a károsítók irtása. Az utakat az év minden szakában a lehetséges legnagyobb biztonsággal kell üzemeltetni. Ebben természetesen az útüzem mindhárom résztvevőjének – pálya – jármű - közlekedő – van feladata. Fokozottan érvényes ez a téli útüzemre. A téli útüzem - az utak forgalomképes állapotának biztosítása - az elnevezéssel ellentétben egész éves tevékenység. A nyári-őszi időszakban történik a felkészülés a téli útüzemre. Ennek keretében megelőzés jelleggel el kell hárítani a kezdődő út- és padkahibákat, pótolni kell a hiányzó úttartozékokat, gondoskodni kell az esetlegesen hófúvást előidéző útmenti akadályok, növényzet eltávolításáról, gondoskodni kell a hófúvás elleni védelem céljából telepített növénysávok rendszeres ápolásáról. A többéves hófúvás-statisztika alapján ki kell helyezni az ideiglenes hófúvás elleni védműveket, illetve a hatékonyabb védelem érdekében fa-, cserjesávokat kell telepíteni. A hófúvás elleni védkezés a helyileg jellemző szélirány (3.1/3. ábra) ismeretében az említett, a téli időszak előtt az út mellé helyezett ideiglenes védőművekkel (hófogó rácsok, hálók) - 3.1/4.
ábra, vagy ültetett növénysávokkal (fa, cserje) - 3.1/5. ábra - történik. A hófúvás elleni védelem működési elvét a 3.1/6. ábrán mutatjuk be. 3.1/3-6. ábrák Biztosítani kell a síkosság elleni védekezés vegyszereit, szóróanyagait. A téli védekezési terv készítése során be kell sorolni az útszakaszokat a téli védekezés kategóriáiba, meg kell tervezni az ügyeleti/védelmi szolgálatot, be kell osztani a személyzetet, gondoskodni kell az oktatásukról, szociális ellátásukról. Elő kell készíteni, le kell szemlézni a téli védekezés gépeit, eszközeit, szerződést kell kötni a bérelt tartalékokra. Meg kell tervezni a rendszeresen hófúvásos szakaszok szükség szerinti eseti lezárását, a lezárás által sújtott közlekedők elhelyezését. Ki kell jelölni a hidakról, parkolókból, a lakott területek egyes részeiről eltávolítandó hó lerakási helyét. Egyeztetni kell az önkormányzatokkal, a közforgalmat lebonyolítókkal, az együttműködő szervezetekkel (Katasztrófavédelem, rendőrség, mentők, tűzoltók). A téli védekezés előkészítése a média tájékoztatásával zárul. A téli forgalombiztosítást a közútkezelő központi ügyelete és az üzemmérnökségi ügyeletek irányítják. Napi feladat az országos és a saját gyűjtésű meteorológiai adatok értékelése. A személyzetet a meteorológiai előjelzés figyelembe vételével I-IV. védekezési fokozatba (készenlét – folyamatos elhárítás) osztják be. A mintegy 4 hónapos - november 15 – március 15 – téli időszak legnagyobb gyakorisággal jelentkező feladata a megfagyott nedvességből eredő csúszásveszély megelőzése, elhárítása – a sikosság elleni védekezés. Az országos közúthálózat főútjain és az ÁNF>5000 forgalmú összekötő utak tervben előre kijelölt részén őrjáratos rendszerű védekezés zajlik. Ennek keretében rendszeres helyszíni ellenőrzés folyik és a szolgáltatási osztálytól függően 0,5 – 3,0 órán belül megkezdik és 2,0 – 8,0 órán belül befejezik a teljes hosszra kiterjedő vegyszeres síkosságmentesítést. Ezek az időnormák átlagos időjárási viszonyokra – max. 24 óra időtartamú havazás, -8 0C feletti hőmérséklet, 30 km/ó alatti szélsebesség, ónos esőt nélkülöző csapadék – vonatkoznak, egyébként a munkavégzés elvárt időtartama hosszabbodik. Az ÁNF>5000 forgalmú, őrjáratos rendszerbe nem sorolt többi mellékúton rajonos rendszerű védekezés történik. Itt nincs az előzőhöz hasonló rendszerességű téli útellenőrzés, az útállapotokról közvetett információ (szomszédos őrjáratos utak, társszervek- önkormányzatok-, úthasználók bejelentései…) áll rendelkezésre. A védekezés a téli védekezési tervben előre rögzített balesetveszélyes (ív, emelkedő, csomópont, megállóhely, gyalogátkelő…) helyeken, adott esetben érdesítő anyaggal történik Hóeltakarítási igény esetén ezek az útszakaszok az őrjáratosok után következnek. Külön kategória az ún. „fehér utak” csoportja, amelyeken elsősorban környezetvédelmi meggondolásból nem történik síkosság elleni védekezés. A síkosság elleni védekezés kevésbé környezetterhelő módja az érdesítő anyaggal való szórás. Ez
azonban nagy forgalmú, nagy sebességgel járt külterületi utakon nem vegyszeres védekezésre van szükség.
megoldás. Ezeken
A síkosság megelőzésére, megszüntetésére alkalmazott vegyszer az úton/levegőben levő nedvességgel oldatba megy, melynek a fagyáspontja a negatív tartományba (vegyszertől függően -8-15 0C) esik. A gyakorlati alkalmazásban egyenlőre a kloridok sói (NaCl, CaCl2) adják a túlnyomó többséget. Az ugyancsak alkalmazható nitrátok, a karbamid, alkoholok, speciális keverékek lényegesen költségesebbek és azonos mennyiséget tekintve kevésbé hatékonyak. A vegyszer (oldat) olvasztó hatása függ az alkalmazott anyag tulajdonságaitól (fagyáspont, oldódás körülményei [exoterm / endoterm]), az oldat koncentrációjától ( a kiszórt mennyiségtől), az aktuális hőmérséklettől, - (az oldódáshoz szükséges) páratartalomtól , - forgalomnagyságtól ("gyúró" hatás). A fás szárú növények védelme érdekében kormányrendelet (346/2008.(XII.30.) tiltja 2010. szeptemberétől a járdák károsító anyaggal való kezelését. A különböző síkosságmentesítésre használt anyagok hatásairól a 3.1/7-8. ábrák adnak tájékoztatást. 3.1/7-8. ábrák Az országos közúthálózaton több évtizede követelmény a feladat lehető legkisebb környezeti terheléssel történő megoldása, kiemelt figyelemmel a költséghatékonyságra is. A környezeti terhelés minimuma a felhasználás minimalizálásával érhető el – csak akkor amikor szükséges, csak annyit amennyi szükséges. Az európai norma az 1 kg/ m2/év max. felhasználás. Ehhez pontos, helyszíni meteorológiai adatokra, előrejelzésre, a burkolaton visszamaradt vegyszer mennyiségének ismeretére, pontosan szabályozható szórógépekre van szükség. Nagy segítség a felhasználás visszafogásában az előzetes – preventív – szórás, ami nedvesített anyaggal/nedvesítéssel szóró géppel valósítható meg (3.1/9. ábra). A lefagyást megelőző - preventív - védekezésre az országos közutakon alkalmanként 5 g/m2 -, a csúszós út-szakasz mentesítésére 20 g/m2 szilárd NaCl kristályt szórnak ki, amelyet CaCl2 oldattal nedvesítenek. Rendkívüli esetekeben - pl. ónos eső - 40 g/m2 a megengedett legnagyobb kiszórható mennyiség. 3.1/9. ábra Az útburkolatra hullott, illetve a szél által felhalmozott havat a járhatóság biztosítása (szgk. ~10 cm), valamint a csúszásveszély elhárítása érdekében az út kezelőjének el kell távolítania. A hóeltakarítás a hó vastagságától függően ekékkel ( > 0,6 m – egyszárnyú - [3.1/10. ábra]; 0,6 – 1,0 m kétszárnyú eke [3.1/11. ábra]), illetve hómarókkal, hószórókkal történik [3.1/12-13. ábra]. 3.1/10-13. ábrák A hóeltakarítás az előírások szerint útkategória függvényében 3 – 5 cm vastagságnál, illetve kisebb forgalmú utakon (ÁNF<2000) a hóesés megszűntét követően, az erőforrások függvényében a szolgáltatási osztály sorrendjében meg kell kezdeni és 15 – 20 cm leesett hómennyiség esetén – ugyancsak a szolgáltatási osztály függvényében - 5 – 24 órán belül be kell
fejezni. Kisforgalmú utakon ez a járhatóvá tételt jelenti. Az őrjáratos utakon a havazás megindulásakor jégoldó vegyszerrel elő kell szórni – preventív védekezés. Tartós havazás esetén ezen utakon ismétel ekézés szükséges. Amennyiben a hófúvások felszabadítása a nagy szél (< 30 – 40 km/ó), a fokozott hóutánpótlás miatt eredménytelen, az ilyen körülmények miatt járhatatlan utak lezárásra kerülnek,a szélerősség csökkenéséig csak az élet – és vagyonbiztonság érdekében folyik munkavégzés. A hófúvással érintett útszakaszokon a védekezést az utóbbi időben a katasztrófavédelmi szolgálat irányítja. A hófúvással érintett útszakaszokról folyamatos, esetszerű nyilvántartást kell vezetni. A téli forgalombiztosítás minőségbiztosítása érdekében ellenőrizendő és rendszeresen rögzítendő az eszközök állapota, az észlelés/riasztás és a védekezés megkezdése közt eltelt idő, a kiszórt érdesítő/olvasztóanyag - fajlagos – mennyisége, a védekezés hatásossága, a választott technológia helyessége, a burkolatállapot szerepe az esetleges balesetekben, az időjárás előrejelzés és az ügyeleti fokozat összhangja, az útmeteorológiai információk pontossága, a rendelkezésre állt tartalék.
A tél elmúltával (rendszerint március 15) be kell gyűjteni az ideiglenes hóvédműveket, el kell takarítani a téli védekezés maradékait (hidak lemosása, kihelyezett salakprizmák, érdesítő-anyag maradékok…) és el kell végezni a téli szolgálat kiértékelését (szolgálat működése, útszakaszok besorolásának helyessége, rendszeres lefagyásveszélyes szakaszok, hófúvásos szakaszok…)
3.2./ A gyorsforgalmi utak és azok üzemeltetési -, fenntartási feladatai sajátosságai 3.2.1./ A gyorsforgalmi utak létrejöttének társadalmi-gazdasági körülményei Az 1880-as években több belső égésű motorral üzemelő jármű-megoldás látott napvilágot (Marcus, Daimler, Benz...) 1894-től már autóversenyeket rendeztek. A századforduló után terjedni kezdett az új, géperejű közúti közlekedési eszköz, a gépjármű. A sorozatgyártást követően (1908- T-Ford) jelentkezett a speciális szolgáltatást nyújtó pálya iránti igény. 1892-ben 8 000 -, 1907-ben 125 000 -, 1921-ben 12,6 millió -, 1936-ban 46 millió gépkocsi futott az utakon! Az 1910-es – ’20-as években Európában és főleg az Egyesült Államokban a nagyvárosok környékén már építettek a gépjárműforgalom lebonyolítására alkalmas utakat. Az ilyen gépkocsiutakból az 1920-as években fejlődött ki az autópálya, mint új útfajta, melyet az 1926-os Milánói Útügyi Kongrsszuson Autoroute (autópálya) névre kereszteltek. Az autópálya különleges rendeltetésű, kereszteződésmentes, cak a fel- és lehajtás céljainak megfelelően kialakított csomópontokon elérhető, géperejű járművek részére fenntartott közút.
Az első európai autóút Olaszországban Milano és Varese, az Észak-olasz tavak közt épült 1924ben. Az első nagytávolságú autópálya építését Hamburg – Frankfurt – Basel között a HAFRABA Társaság 1926-ban kezdte meg építeni. A II. világháború előtt Európában már 4500 km autópályán közlekedhettek gépjárművek. Kiterjedtebb hálózata Németországnak volt, ahol az építkezések 1933. évi meggyorsításától azok 1942. évi leállításáig 3870 km autópálya készült el és 2400 km volt építés alatt.A 3.2/1. ábra az egykori német autópálya maiakhoz nagyon hasonló keresztszelvényét mutatja. 3.2/1. ábra Nyugat-Európában az 1950-es évek második felében kezdődött az a nagyszabású közúthálózat fejlesztés, amelynek redményeképp az üzemben levő autópályák hossza az 1960. évi 6 000 kmről 1970-re 16 200 km-re, 1980-ra 32 900 km-re nőtt. (A magyar autópályák története Az első 35 év Budapest, 1996, főszerkesztő Dr.Nemesdy Ervin). Az ezredfordulón már mintegy 55000 km autópálya működött Európában. (lásd 3.2/1. táblázat), ami egyes országokban 50-55 km/1000 km ellátottságot jelentett (3.2/2. ábra). 3.2/1. táblázat 3.2/2. ábra A nagy kiterjedésű országok, a kontinensek kiterjedt, összefüggő hálózatok kialakítására törekednek. 1997-ben jött létre európai egyezmény az egységes közlekedési hálózatról (18 helsiki folyosó, melyből 10 hazánkat is érinti), mely a kelet európai országok csatlakozása kapcsán kiegészült a TINA folyosókkal - lásd az európai Trans Europen Motorway hálózat (3.2/.3. ábra), páneurópai folyosók (3.2/4. ábra) és vonatkozó magyar hálózatrész (3.2/5. ábra) térképét, az USA Interstate hálózatát (3.2/6. ábra) és a kínai, indiai elképzeléseket vázoló 3.2/2. táblázatot. 3.2/3-5. ábrák 3.2/2. táblázat A magyar közúthálózat fejlődésének sajátos vonása volt, hogy korán felvetődött a gyorsforgalmi utak építésének gondolata. Dr. Vásárhelyi Boldizsár, a Budapesti Műszaki Egyetem néhai tanszékvezető tanára már 1942-ben megjelent tanulmányában megállapította, hogy a gépjárműforgalom fejlődésével az útépítésnek lépést kell tartania. Tanulmányának a mai Magyarország területére jutó 1770 km hosszra vonatkozó vázlatát a 3.2/7. ábra, a főváros körüli gyűrű tervét a 3.2/8. ábra mutatja. (A magyar autópályák története Az első 35 év Budapest, 1996, főszerkesztő Dr.Nemesdy Ervin). 3.2/7– 8. ábrák A magyar gyorsforgalmi utak építésére még számos elméleti tanulmány és fejlesztési terv készült, de a repülőtérre vezető ferihegyi „gyorsforgalmi” utat és a Budapest – Törökbálint – Tatabánya közti, az 1960-ban befejezett autóutat leszámítva a mai hálózat kiépítése az M7 Budapesti – Zamárdi közti félpályájának építésével csak 1963-ban kezdődött. A kezdetben szűkös állami forrásokból finanszírozott építés meggyorsítására közlekedési szakemberek javaslatára megszületett a magyar koncessziós törvény, majd számos, a gyorsabb fejlesztést szolgáló kapcsolódó jogszabály és 1994-től a fejlesztés már koncessziós finanszírozási formában folytatódott. 1996 januárjában helyezték forgalomba az M1 Győr – Hegyeshalom közti szakaszát majd az M15 Hegyeshalom – Rajka autóutat (Első Magyar Koncessziós Autópálya Rt.), majd 1996 – ’98 közt kiépült az M5 Budapest – Újhartyán II. pályája, az Újhartyán –
Kecskemét – Kiskunfélegyháza közti pálya (Alföld Koncessziós Autópálya Rt.). További szakaszok koncesszióba adása nem sikerült, 1996 – 1998 közt a külső források bevonása az M3 autópálya Budapest – Gyöngyös közti szakaszának felújításával , a Gyöngyös – Füzesabony közt szakasz kiépítésével állami útdíjas konstrukcióban történt. Mind a koncessziós, mind az állami útdíjas pályákon a megtett úttal arányos, zárt rendszerű, kapus díjszedés volt (Észak-Kelet Magyarországi Autópálya-fejlesztő és Üzemeltető Rt.). A finanszírozási szerkezet változását a 3.2/9. ábra, a díjszedés terjedését a 3.2/10. ábra szemlélteti . 3.2/9-10. ábrák A koncessziós pályái útdíjak a használókra sokkolóan hatottak, a forgalom jelentős mértékben elkerülte a díjas autópályákat. 2001. januárjától a használati idővel arányos matricás rendszerű díjszedés került bevezetésre az M3 volt állami útdíjas és az időközben visszavásárolt M1koncessziós autópálya szakaszokon, 2001. végére a díjszedő kapuk is elbontásra kerültek. Időközben hitelek igénybevételével tovább épültek a pályák 2002-ben került átadásra M7 Balatonvilágos – Zamárdi II. pálya, az M3 Füzesabony – Polgár, 2003-ban az M30 M3 – Miskolc, az M9 Szekszárdi Duna híd. (A magyar autópályák története II. 1994-2004 Budapest, 2004, főszerkesztő dr.Szakos Pál). 2003-ban a matricás díjszedés kiterjedt a felújított M7 autópályára is. 2004-ben az M5 koncessziós szerződése átalakításra került a kockázatmegosztás szempontjából korszerűbb Public Privat Partnership konstrukcióra, melyben az állam a koncessziós társaságnak a pálya rendelkezésre állásával arányos díjat fizet és matricás rendszerben szedi a díjat. Ebben a pénzügyi konstrukcióban épült már az M6 két szakasza is. Napjainkig kiépült az M3 Nyíregyházáig, az M5 Szegedig, az M6 Pécsig, az M7 az országhatárig, az M8 Dunaújvárosi Duna hídja, az M35 Debrecenig, az M70 Letenye – országhatárig, az M0 keleti szektora és gödöllői átkötése. A közúthálózat fejlesztésének, kiemelten a gyorsforgalmi hálózat fejlesztésének - megfelelően kapcsolódó intézkedések esetén - mérhető gazdaságélénkítő hatása van. Különösen fontos hatás az eljutási idők rövidítése. Az országos közúthálózat összehangolt fejlesztése kiemelt nemzetgazdasági feladat, ezért a fontosabb útvonalak - gyorsforgalmi és főutak területbiztosítása, szerves illeszkedése legmagasabb szinten az országos területrendezési tervben kerül rögzítésre (3.2/11. ábra).A mintegy 2300 km-re tervezett gyorsforgalmi hálózat kiemelt célja a sugaras hálóazati szerkezet átalakítása. Az egyes hálózati elemek kiépítési kategóriája a fejlesztés aktualizálásával kerül véglegesítésre. Az ütemezést gördülő tervek rögzítik (3.2/12. ábra) 3.2/11-12. ábrák
3.2.2./ A gyorsforgalmi út, mint önálló útkategória A bevezetőben -a Milánói Útügyi Világkongresszus kapcsán - idézett útosztály jellemzők továbbra is követelményként érvényesülnek. Az útkategóriákkal kapcsolatos követelményeket is rögzítő jogszabályunk -19/1994. (V.31.)KHVM rendelet a közutak igazgatásáról - szerint a gyorsforgalmi utak használata kizárólag azon gépjárművek számára megengedett, amelyek 60 km/ó sebességet meghaladósebességgel közlekdnek. Ennek megfelelő ezen utak vízszintes és magassági vonalvezetése, csomóponti kialakítása, ezen úthálózati elemeken nem lehet szinbeni
vasúti kresztezés (közúti sincs), tömegközlekedési jármű megállóhely 8legfeljebb pihenőhelyeken), a pályára nem csatlakozhat útmenti ingatlan. Az autópályák fizikailag elválasztott, osztott kialakításban irányonként legalább két forgalmi sávval, üzemi ("leálló") sávval rndelkeznek. A csatlakozások külön szintűek, a fel- és lehajtás külön sávokon történik, a pálya a környezettől kerítéssel elválasztott, magas szintű tájékoztató elemekkel felszerelt, rendszeres távolságban pihenőhelyi szolgáltatással ellátott.A jellemző mintakeresztszelvényeket a 3.2/13-14. ábrák mutatják. 3.2/13-14. ábrák Az autóútat szabályozott, elsőbbséggel rendelkező - 2*2 sáv esetén különszintű csomópontokkal és fizikailag elválasztott irányokkal, leállásra alkamas padkával kell kialakítani. A közutak tervezési szabályzata (KTSz) szigorúan előírja a tervezési sebesség, és kategória függvényében alkalmazandó forgalmi -, középső elválasztó -, üzemisáv és padka szélességeket, melyeket 3.2/3. táblázat foglal össze. 3.2/2. táblázat
3.2.3/ A gyorsforgalmi utak kiemelt forgalombiztonsági, környezetvédelmi jelentősége Amint azt a bevezetőben bemutattuk, az első autópályák a gazdag országokban, gazdasági szükségszerűségből épültek - az autópályaépítés a gazdasági fejlettség függvénye. Az autópályán az árucsere időtényzője rövidül, a szállítás biztonsága nő, a versenyképesség fokozódik. A "képlet" fordítva is igaz:: az autópálya a gazdaság húzóereje, a gazdasági felemelkedés eszköze is lehet (lásd pl. az olasz déli autópálya, az Autostrade de Sol építését). A hálózatfejlesztés, kiemelten a gyorsforgalmi utak fejlesztése gazdaságélénkítő hatásairól sorolnak fel érveket a 3.2/15-16. ábrák. 3.2/15-16. ábrák
A gyorsforgalmi utak kialakításukból eredően jelentős szerepet játszanak a közlekedésbiztonság javításában is. A vonalvezetés, a keresztmetszet, a csomóponti kialakítás, a kereszteződésmentes, homogén forgalom, a jelzésrendszer, a biztonsági berendezések, a kiemelt szolgáltatási biztonság a rendkívül nagy forgalom biztonságos lebonyolítását teszi lehetővé.Ez az előny természetesen nem jelentkezik azonnal, a közlekedési kultúrának fel kell nőnie a lehetőségekhez, amire minden reményünk megvan - lásd a 3.2/17.ábrát a növekvő járműteljesítmény mellett csökkenő halálos balesetekről, illetve a 3.2/18. ábrát az 1000 km autópályára jutó balesetben meghaltak számának csökkenéséről. 3.2/17-18. ábrák Az egyes útkategóriák egymáshoz viszonyított baleseti helyzetét feldolgozó hazai összehasonlításból jól látszik, hogy a gyorsforgalmi utak mind a relatív mutató (baleset/107jmkm), mind az egységnyi úthosszra jutó baleset (baleset/100 km út) tekintetében 1/2 - 1/3 hányadot képviselnek -3.2/19-21. ábrák. 3.2/19-21. ábrák A 3.2/22-23. ábrák a fentiekben már jelzett kialakítási, üzemi előnyöket támasztják alá az egyes
baleseti típuscsoportokba sorolt halálos balesetek számának összevetésével. 3.2/22-23. ábrák A 3.2/24-31. ábrák a magyar gyorsforgalmi úthálózat többségét és legforgalmasabb hányadát kezelő Állami Autópálya Kezelő Zrt. legutóbbi évekbeli (2008-2010) baleseti statisztikáját mutatják be az elmúlt évben előadott anyagból (Az előadók - Nagy Ádám, Tomaschek Tamás ÁAK Zrt. - további számos információja is szerepel ebben az alfejezetben). A pályahossz növekedése mellett is csökkent a személysérüléses balesetek száma, sőt a relatív baleseti mutató kiemelten a súlyozott relatív baleseti mutató - is javult, azaz a balesetek súlyossága is csökkent. Érdekes a pályánkénti baleseti statisztika, mert mutatja, hogy hol van szükség nagyobb "odafigyelésre" (M7), hasonlóképp a havi bontású elemzéshez. Ugyancsak a megelőző intézkedések irányultságát segíti a baleseti okokra bontott statisztika - gyalogosok, frontális ütközés !? A gyorsforgalmi utak idehaza is sikerrel bevezetett, forgalombiztonságot segítő ITS alkalmazásokra a következő alfejezetben látunk majd példákat. 3.2/24-31. ábrák
Az autópályák és a környezetvédelem Az autópálya vonzza a forgalmat - ez egy gyakori érv a zöldekn részéről az autópályafejlesztéssel szemben; de az ide vonzott forgalommal tehermentesítünk más útszakaszokat, a gyorsforgalmi utak kialakítása, nyomvonal-választása (konfliktus mentes -, konfliktus csökkentett övezetek), a koncentrált forgalom hatásaival szembeni koncentrál védekezés lehetősége nemzetgazdaságin szinten a környezeti teher mérlegének csökkentését teszi lehetővé. A gyorsforgalmi utak építése elfoglalja a természeti környezet egy részét, elválsztja egymástól a korábban összefüggő élőhelyeket. Ezen hatásokat ellensúlyozandó a természet védelmét szolgálja a védett kolóniák építés előtti áttelepítése, a véderdők ültetése, az állatpopulációk terelése, szabad mozgásának biztosítása – vadvédő kerítés, vadriasztó prizmák, ökológiai átereszek. Az általános védelmi intézkedések közt említendő az élővizek szennyezése elleni védekezés (szűrés, havária védelem). A pályáról lefolyó vizek környezetkárosítását meg kell akadályozni. A téli síkosság elleni védekezés vegyszereinek hatása a felhasználás minimumra szorításával, a preventív védekezéssel (nedvesített sószórás) korlátozható(bár a vizsgálatok szerint tavasszal teljesen kiürül az útkörnyezetből is). A forgalomból a burkolatra került szennyezők hatását semlegesítik az árkok olaj -, iszapfogó műtárgyai, illetve újabban a biológiai tisztítók (lásd 4. fejezet is). Különös gondot kell fordítani a vízbázisok védelmére (pl. havária terv, - tározók). A levegő -, talajszennyezés terjedését 50 – 50 m-es kötelező védősáv/véderdő is akadályozza. A forgalom növekedésével – ami persze más területek terhelését csökkenti ! - nő a zajterhelés, de az útmenti területek helytelen használata – épület ráépítés, lakóterület bővítés, vegyes lakóövezet létrehozása…- is fokozza a panaszokat. A védekezés megalapozásához szakmai számítások, mérések szükségesek, indokolt esetben zajvédő fal, - domb, véderdő épül, de nem szabad megfeledkezni az utólagos hatékonyság ellenőrzésről sem. Az autópályák koncentrált forgalomnagysága fokozott környezetvédelmi követelményeket támaszt a kezelővel szemben is. Ezeket a követelményeket jogszabályok, szakmai utasítások és
belső szabályzatok is erősítik.Az ÁAK Zrt üzemeltetési kibocsátás csökkentési intézkedései közt sorolhatók az üzemeltetési terhek környezetkímélő géppark beszerzése, a telephely fűtéskorszerűsítése, a gépjárművek emelt szintű karbantartása, a légszennyezés-terhelés folyamatos ellenőrzése. Kiemelt feladat a hulladékgazdálkodás – mérnökségeken, pihenőhelyeken, pálya mellett szelektív gyűjtés. A szennyezés forrásai az útüzemeltetés – 33 hulladékkategória, mintegy 50 % veszélyes. a telephely, a gépkarbantartás, a pályahasználók. Egyedi hulladékgazdálkodási terv segíti a feladat komplex kezelését. Üzemeltetési feladat a növényzetgondozás, a károsítók (parlagfű, aranka, szövőlepke, rágcsálók…) elleni védekezés. A rendkívüli eseményként jelentkező környezetszennyezés – havária – kiterjedt esetén a Katasztrófavédelmi Igazgatóság az irányító, kisebb szennyezéseknél a kárelhárításról, kármentesítésről gondoskodni kell. A környezetvédelem jogszabályilag kötelezőkézben tartását, dokumentálását szolgálja az egyes környezetvédelmi elemek – levegő, talaj, víz, növényzet, állatvilág folyamatos állapotfigyelése, felvétele – a monitoring. Nehézségként jelentkezik a környezetvédelmi előírások általános megfogalmazása. Együttműködési lehetőségek vannak az önkormányzatok környezettudatos rendezési terveinek a kialakításában, a szomszédos területek kezelőivel való egyeztetésben, a „zöldhatóságok” jogszabályalkotó munkájában, a civil szervezetekkel való folyamatos egyeztetésben. 3.2.4./ A gyorsforgalmi utak kialakításának sajátosságai A gyorsforgalmi utak sajátossága az egyéb útkategóriákkal szemben a nagyobb forgalmi teljesítmény mellett magasabb forgalombiztonság, a környezetterheléssel szembeni kiemelt terveszerű védelem, a kiemelt szolgáltatási színvonal. A műszaki jellemzőkből az emelt sebességnek megfelelő korlátozott emelkedő és lejtviszonyok, nagyobb ívsugarak, akadálytalan járműmozgást biztosító sávszám, - szélesség, látótávolság, dinamikus vonalkifejtés, forgalombiztonsági meggondolásokat követő, fizikailag elválasztott pálya, csomóponti többletsávok (v.ö. HCM követelmények) az egyébként megszokottnál nagyobb területigénnyel, nagyobb méretű műtárgyakkal, ezekhez igazodó vízelvezetési igényekkel, kiterjedt, folyamatos üzemeltetési beavatkozásokat igénylő földmű felületekkel, fejltt, célirányos forgalomtechnikai megoldásokkal jár. A kiterjedt víztelenítési létesítményeket a 3.2/32-33. ábrák szemléltetik. 3.2/32-33. ábrák A gyorsforgalmi utak magasabb szolgáltatását szolgálják a fejlett elektronikai rendszerek mind az üzemi (forgalomfigyelés, üzemeltetési telepek közti kapcsolat...), mind a szolgáltatási területen. Kapcsolódó szolgáltatás a média területén - RDS, TCM - is megjelenik. A nagyobb sebesség -, forgalom megköveteli az aktuális - jelen idejű- és szelektált információkat. Ezekről ad összefoglaló tájékoztatást a 3.2/34. ábra. 3.2/34. ábra Az intelligens közlekedés fejlesztése EU célkitűzés is, az ilyen szolgáltatások az EU tagállamok légiesült határain is átnyúlnak, ezért fejlesztéset az EU számos programmal, kutatással támogatja.A különböző tagállami rendszerek együttműködésére jó példa a CONNECT, az EASY
WAY. A kezdeti lépések már a hazai autópályákon is megfigyelhetők Az ÁAK Zrt. által alkalmazott ITS eszközöket foglalja össze a 3.2/35. ábra, az M0 dinamikus, kollektív, vonali szabályozását szemlélteti a 3.2/36. ábra, az M6 alagútbiztonsági elemeit foglalja össze a 3.2/37. ábra. 3.2/35-37. ábrák A fejlesztési célok közt sorolhatók az egységes megjelenésű, moduláris, szabványos és nyílt protokollok alkalmazása, a centralizált vezénylés automatikus protokollok, dinamikus forgalomszabályozás és információ szolgáltatás útján, a zavarérzékelés automatizálására törekvés ( Automatic Incident Detektion), a szélessávú üzemi hírközlő hálózat. Az autópálya elektronika külön területét képezik a díjszedéssel, illetve a fizetés ellenőrzésével kapcsolatos megoldások, amelyek követik az alalmazott rendszereket (átalány/használatarányos), technológiai megoldásokat (zárt/nyílt/vegyes) és fizetési lehetőségeket (matrica/kapu, készpénz/kártya/hitelkártya/fedélzeti készülék...). A gyorsforgalmi hálózat üzemeltetése A gyorsforgalmi utakat üzemeltető telepeket - autópálya mérnökség - a gyorsforgalmi útra vonalra - szervezik, átlag 50 km gyakorisággal, esetenként a településektől függetlenül (szolgálati lakások....). A nagyobb forgalmi koncentráció, - sebesség megköveteli a rendőrségg speciális szolkgálatát és az üzemeltetővel való együttműködést, célszerűen a közös telephelyet is. Az üzemeltetési telepek egy része speciális feladatokat is ellát (híd, alagút, saját javító bázis....). Az üzemeltetés általában célorientált, de egyes országokban (pl. Ausztria) egyéb úthálózati elemek kezelése is feladat. A gyorsforgalmi utak üzeme folyamatos ügyeleti szolgálatot, gyakoribb útellenőrzést, magas szervezettségű tájékoztatást (forgalomszabályozást) igényel. Kiemelt jelentőségű a kritikus időjárási helyzetek - így hazánkban elsősorben a téli körülmények - kezelése. Ez a nagy burkolatfelületeken, kiterjedt csomópontokban magas szervezettséget, előrelátó tervezést igényel (pl. a 3.2/38-39. ábrák a csomóponti hóeltakarításra). 3.2/38-39. ábrák Hazánkban az állami kezelésű autópályák üzemeltetője az Állami Autópálya Kezelő és Fejlesztő Rt. és az ÉKMA Rt. összevonásával 2000-ben létrejött Állami Autópálya Kezelő Zrt. Pályáik, telephelyeik és létszámuk összefoglalását a 3.2/40. ábra adja. 3.2/40. ábra A PPP konstrukciójú M5 és M6 autópályákat a koncesszorok alvállalkozójaként a dél-afrikai Intertoll-Europe Zrt. leányvállalatai üzemeltetik. A gyorsforgalmi utak üzemeltetésében az egyéb utakhoz viszonyítva nagyobb szerepe van az útállapotok rendszeres műszeres megfigyelésének, a műtárgyak, vízelvezetés, földmű, védelmi rendszerek (pl. kerítés) ellenőrzésének, a burkolat gyorsjavításának, a gépesítésnek. Jellemző a kiterjedt feladatok vállaklozások által történő megoldása. A gyorsforgalmi hálózat szolgáltatása határokon átívelő (lásd a korábbi 3.2/4-5. ábrákat), ezért elengedhetetlen a fejlettebb megoldások folyamatos követése, átvétele, a tendenciák ismerete.
A hazaitól fejlettebb motoroizációjú világban már érzékelhető a fejlesztések visszafogása, a meglevő elemek fokozott kihasználására törekvés, mint az alternatív sávhasználat, a jelzőlámpás felhajtás-szabályozás, a műszaki sáv időszakos használata, de a "telekocsi" preferálása is.
3.3./ A közutak szolgáltatási szintjének jogszabályi követelményei Az 1.4 fejezetben már jelzettek szerint a közúti közlekedésről szóló törvény /7/ felhatalmazása alapján az illetékes szakminiszter – a törvény kibocsátása idején a közlekedési, hírközlési, vízügyi miniszter (napjainkban a nemzeti fejlesztési miniszter) – rendeletben írta elő az országos közutak kezelőinek feladatait /8/, valamint meghatározta a helyi közutak kezelésének szakmai szabályait /9/. A feladatok: 1
igazgatás,
2
ellenőrzés és vizsgálat,
3
üzemeltetés,
4
fenntartás.
5
(fejlesztés)
A szabályozás célja az egységesítés, a "beárazhatóság", a jogi szabályozottság (és védelem). A közút kezelése - üzemeltetése, fenntartása szolgáltatás, amit az állam/önkormányzat közösségi bevételekből finanszíroz (lásd 2. fejezet), ezért jogos elvárás a finanszírozással arányos színvonal - biztonság, kényelem, díjarányosság és méltányosság, pontosság, kiszámíthatóság, iformáció... , a követelmények nyilvánossága. A közutak szolgáltatási osztályokba sorolása: A szolgáltatási osztály az egyes kezelői feladatok ellátásának gyakoriságát/intenzitását szabja meg – egységesen, minden az adott osztályba sorolt közútra. A besorolástól függő feladatok meghatározása, gyakoriságuk/sürgősségük rögzítése alkalmas a szükséges források nagyságának a megállapítására is. A gyakoriságaz I-VII (VI) szolgáltatási osztályon belül igen diferenciált - lásd pl. a korábban tárgyal útellenőrzés napi 2* - negyedévente, vagy a síkosságmentesítés 2- 24 órás követelményét. Tekintettel arra, hogy ezek a források teljes körűen nem állnak rendelkezésre, a rendelet A-B-C szolgáltatási kategóriákat is bevezet, amelyek a teljeskörű feladatellátástól elméletileg a forgalombiztonság előírt minimumáig csökkenő mértékű feladatellátást jelentenek. A 3.3/1. ábra szerint az utóbbi években erre sem tellett az UFCE forrásaiból. 3.3/1. ábra
A szolgáltatási osztályba sorolás alapja 1
az adott közút kategóriája,
2
hálózati jelentősége,
3
kiépítettsége,
4
forgalomnagysága, forgalmi funkciói,
5
forgalmának időszakos változása.
Az osztályba sorolás a vonatkozó rendeletekben az országos közutakra az 3.3/1.-, a helyi közutakra a 3.3/2. táblázat szerint történik. 3.3.1-2. táblázatok Az osztályba sorolásnál figyelemmel kell lenni arra, hogy a lehető legnagyobb összefüggő úthosszakat azonos kategóriába sorolják, a települések be-, kivezető és lakott területen belüli szakaszai, ezek csatlakozó szakaszai, a megyehatáron átmenő szakaszok azonos kategóriába legyenek sorolva. Irodalom: 1.
Dr. Kosztka Miklós: Erdészeti utak fenntartási rendszere, NYME Sopron, 2001.
2.
Dr. Bényei András: Útépítés, Tankönyvkiadó, Budapest, 1988.
3.
Dr. Tímár András: A közúti infrastruktúra fejlesztésének, fenntartásának és üzemeltetésének finanszírozása habilitációs előadás, BMGE „001.06.20.
4.
Gáspár László: Útgazdálkodás, Akadémiai Kiadó, Budapest, 2003.
5.
Dr. Nemesdy Ervin: Utak és autópályák pályaszerkezete, Műszaki Könyvkiadó, 1971.
6.
Dr. A. Schmuck: Ratgeber, Strassenerhaltung und Verkehrstechnik, Stein-Verlag, BadenBaden, 1984.
7.
1988. évi I. törvény a közúti közlekedésről,
8.
6/1988. (III.11.) KHVM rendelet az országos közutak kezelésének szabályozásáról,
9.
5/2004. (I.28.) GKM rendelet a helyi közutak kezelésének szakmai szabályairól,
10.
Útellenőri kézikönyv, Autópálya Igazgatóság, 1992.
11. 1/1999. (I.14.) KHVM rendelet a közúti hidak nyilvántartásáról és műszaki felügyeletéről
12. Boromissza:Gondolatok a gondolatokhoz in KSZ 59. évf.4. 13. Dr.Szakos Pál:Útfenntartás (előadások szakmérnök hallgatóknak)
3.4/ Az útfenntartás beavatkozási kritériumai A .2.4. alfejezetben már röviden bemutattuk az útgazdálkodás követett módszereit, melyek segítik a fenntartási beavatkozások programozását. Amint láttuk, a döntések alapja az útállapot értékelés, kiindulópontja az aktuális értékeket tartalmazó műszaki adattár. Az utak állapota a biztonsággal, a kényelemmel, a szerkezettel, a környezettel összefüggő állapotmutatókkal leírható. Az állapotmutatók műszakilag meghatározott tulajdonságokkal közelíthetők, melyek egyenként, vagy célszerű csoportosításban (kombinált teljesítmény mérőszámok - Combined Performance Indicator)) használatosak (3.4/1. táblázat). 3.4/1. táblázat Az állapotmutatók mérhető paraméterekkel – mérőszámok - jellemezhetők. A mért értékek meghatározott értékhatárai az iskolai osztályzatokhoz hasonlóan osztályzatokkal helyettesíthetők - az egyes mutatókat osztályközökbe sorolják. Az állapotérték osztályközökbe rendelésénél, kiemelten a határértékek megállapításánál a forgalmi jellemzőkön túl az adott út(kategória) forgalmi jelentősége, forgalmi jellemzői, de alapvetően a gazdasági lehetőségek is szerepet játszanak. Az osztályközök mérőszámának értékei ennek megfelelően útkategóriánként is változ(hat)nak. Az állapotmutatók osztályzatainak meghatározott pontjai beavatkozási határokként szolgálnak. Jellemző határok: a figyelmeztető ~, a beavatkozási ~. (3.4/1. ábra) 3.4/1. ábra A figyelmeztető határ elérése az állapotjavítási intézkedés foganatosításának szükségességét jelzi (tervezés…) Fenntartási beavatkozás szükséges, ha az útállapot egy, vagy több mutatója egy 1
a forgalombiztonság,
2
az állagvédelem,
3
a használati komfort szempontjából jellemző, meghatározott értéket meghalad.
Amennyiben a beavatkozási határt elért mutató javítását halasztani kell (pl.forráshiány…), a balesetveszély elhárítására egyéb intézkedést kell tenni – használat korlátozása.
3.5/ A beavatkozások programozása A döntések elősegítésére az állapotmutatókat ún. döntési mátrixokba rendezik (pl. korábbi 2/45.táblázatok). Követett eljárás több állapotjellemző egy paraméteren - pl. egyenetlenség keresztül történő követése is. (pl. 3.5/1. ábra). 3.5/1. ábra A sürgősség megállapításánál az útadattárban ugyancsak nyilvántartott baleseti helyzetnek, forgalmi jellemzőknek is fontos szerepe van. A beavatkozási időpontjának meghatározásához szükség van az adott állapotmutatók változási jellemzőinek – trendjének - a becslésére, hiszen a tervezés és a megvalósítás közt is idő telik el, valamint beavatkozási sorozatokat is tervezünk. Az előrebecslési modellekhez megfelelő adatbázis, az összes lényeges változófigyelembe vétele, a valóságot minél jobban közelítő ún. leromlási-modell, a közelítés pontosságának ismerete szükséges. A fenntartás intenzitását is figyelembe vevő tendenciákat a 3.5/2. ábra, a beavatkozások különféle paraméterekre gyakorolt hatását/összefüggéseit a 3.5/3. ábra szemlélteti. 3.5/2 - 3. ábrák A kárjelenségek és a beavatkozások/technológiák (ismertetésüket lásd majd a 8. fejezetben)) lehetséges mátrixát a 3.5/4. ábrán mutatjuk be.. A programozás során követhető stratégiák összefoglalóan a szintentartó, a megelőző, a követő fogalmakkal jellemezhetők. Ezek gyakorlati megvalósítása: - az adott színvonal megőrzése (pl. teherbírás, egyenetlenség... tekintetében), - a meghatározott színvonal elérése (pl. EU átlag az egyenetlenségben főutakon)… pénzügyi korlátok közt, vagy korlát nélkül. - az adott paraméterek meghatározott szintre hozása, - szinten tartása. A stratégia további szempontjai lehetnek: - a ráfordítás-hatékonyság, - a forgalombiztonság javítása, - társadalmi prioritások. Követhető taktika lehet - a meghatározott technológiák preferálása, - a minél nagyobb felületen való beavatkozás.
A stratégia része az egymást követő beavatkozások sorozata is. Az egyes technológiák különböző összekapcsolása – a „beavatkozási fa” - a 3.5/5. ábra által szemléltetetten más-más időbeli kifutást ad. Az alkalmazott technológiák, illetve az általuk elért minőségjavulás az egyes állapotmutatók tekintetében természetesen nem egyenértékű. 3.5/4-5. ábrák
Az alkalmazás gyakorlati példája a már idézett NÚP technológiai választéka és beavatkozási küszöbértékei a korábbi 2/3-4. táblázat szerint. Az elsőbbségi sorolás – burkolatgazdálkodás – egyik fő feladata a beruházások meghatározott költségkorlátok figyelembevétele melletti összehasonlítása. A megválaszolandó kérdések: mely útszakaszon-, milyen technológiával-, mikor végzendő beavatkozás. A programozás egyéves, vagy többéves szinten lehetséges. /4/ Hazánkban az 1980-as évek közepétől kezdődően több gazdálkodási modellt – Pavement Management System (PMS), Bridge Management System (BMS) – vettünk át, fejlesztettünk tovább, illetve alakítottunk ki általános és speciális célokra. (lásd 2/4.) A modellek bemenő adatai: az útállapot, a forgalom, a leromlási függvény, a lehetséges technológiák és fajlagos költségük, az esetleges pénzügyi (és egyéb) korlátok.
3.6./ A közúti adatbank - mérés, fejlesztés, információk A Magyar Közút Nonprofit Zrt. illetékes szakosztálya folyamatosan dolgozik az Országos Közúti Adatbankban levő, a mintegy 31 ezer kilométer hosszú országos közúthálózat főbb forgalmi, baleseti jellemzőinek, az útburkolatok és hidak állapotának kezelésén, ezzel segítve a hosszabb távú fenntartási és fejlesztési tervek előkészítését és a beavatkozások indoklását. (lásd 1.2.) A közúti adatbank az 1960-as években nyilvántartott „leltáradatok” (hossz, szélesség, pályaszerkezet) 1979. évi megfelelőségi vizsgálataival,majd az állapotmutatók rendszeresen felvett adataival kiegészítve került központi számítógépre. A feldolgozást 1981-től megyénkénti személyi számítógépekre telepítették Területi Közúti Adatbankként. Az egyesített adatokat 1992től Országos Közúti Adatbank néven használják. 2003-tól az OKA 2000 különböző alrendszereket integrál és alkalmas térképes megjelenítésre is. /2/ Az 1979. évi első országos megfelelőségi vizsgálat során a vonalvezetés -, a keresztmetszet -, a csomópontok -, vasúti keresztezések -, a hidak , átereszek útkategóriától függő követelményszintekhez viszonyított megfelelőségét, a pálya teherbírásának -, burkolatának -, víztelenítésének állapotát vizsgálták. A feldolgozás során először történt meg a leltár -, forgalmi és minőségi adatok helyazonosított egymás mellé rendezése.
A közúthálózat út és hídértéke Az 1. fejezetben már hivatkozott útérték meghatározásának részleteiről: az értéket általában pénzben fejezik ki, így a hálózaton található utakat és hidak mennyiségét is időről időre értékelik, hiszen a közút kezelőjének szükséges vagyonleltár készítenie az értékeiről. A teljes érték az utak (alépítmény, pályaszerkezet, egyéb [víztelenítés, forgalomtechnika]), a hidak újraelőállítási értéke, összesen a bruttó érték, továbbá az igénybe vett földterület, valamint az útépítéshez szükséges, de máshol aktivált létesítmények (elbontott épületek, közvilágítás,szennyvíz elvezetés… pótlása, módosítása) értéke. A vagyonértékelés másik fontos eleme a vagyon minőségét, azaz az utak aktuális állapotát leíró állapot minősítés (tényleges fizikai elhasználódás, erkölcsi avulás), a nettó érték. Az országos közutakon - amint előbb kifejtettük - 1979. óta történik rendszeres, szabályozott állapot vizsgálat. 1991-től gépi állapotmérések alapján minősítik a burkolatok műszaki állapotát. Ez tartalmazza a nyomvályú, a teherbírás, az egyenetlenség és a felületi hibák méréseit és értékeléseit. A műszaki állapot jellemzők jelentős szerepet kapnak a közutak érték számítására, illetve a műszaki-erkölcsi elhasználtságot kifejező nettó-érték meghatározása során. A vagyonértékelési eljáráshoz szükséges harmadik fontos részt az aktuális bruttó újraelőállítási ár meghatározásához szükséges műszaki-gazdasági informatikai háttéranyag (fajlagos árak, számítási program, algoritmusok, stb.) képezi. Az Országos Közúti Adatbank (OKA) szolgáltatja az első és második értékelési alap adatbázisát, míg egy tapasztalati adatokból összeállított adatbázis képezi a harmadik értékelési alap informatikai háttér anyagát. Amint arról az 1. fejezetben már szó esett az országos közúthálózat bruttó értéke 8 142,2 MrdFt, a nettó/bruttó értékarány 59 % (2004). A N/B érték változását - romlását - a 3.6/1. ábra mutatja be. Az állapotadatok felvételét a következő 3.7. alfejezet részletezi. Irodalom 1./Az Országos Közutak Állapota, 2006. június 30.-i állapot, Magyar Közút Kht 2./ Rósa-Törőcsik: Az Országos Közúti Adatban (OKA) életrajza in KSZ 59. évf. 4. 3./ Szakos Pál:Útfenntartás (előadások szakmérnök hallgatóknak)
3.7/ A közutak minősége, állapotmutatók A közutak használhatóságát az állapotmutatókon keresztül lehet objektíven bemutatni. Amint már láttuk, ez segíti a gazdasági tervezést – a rendelkezésre álló források felosztásához beavatkozások arányainak meghatározását, a területi arányok meghatározását, az időbeli változások követését.
Az állapotmutatók idősora segíti a leromlási folyamat függvényének meghatározását, az egyes technológiák hatékonyságának megítélését, a szabályozások megalapozását. Az utak állapotminősítése a pályaszerkezet, a burkolat, a vízelvezetés, a műtárgyak aktuális állapotának számszerű minősítésén túl a hálózati elemek vonalvezetésének, keresztmetszetének, a csomópontoknak, kereszteződéseknek (közút – vasút, gyalogos) meghatározott követelményszinthez mért megfelelőségét is magába foglalja. Miután az állapotjellemzőkkel konkrét útszakaszokat írunk le és visszatérően vizsgálunk, biztosítani kell a megfigyelések helyének azonosítását. Az állapotjellemzők helyazonosítása az országos közúthálózaton az út neve -, száma -, kezdőponttól mért hossza alapján, vagy az ún. csomóponti azonosítóktól mért távolsága alapján, a helyi közutakon az út neve, helyrajzi száma alapján, ugyancsak meghatározott kiindulóponttól mért távolsággal történik. Néhány éve a munkát GPS alapú eszközök segítik – lásd 3.7/1. ábrát. 3.7/1. ábra A rendszeres állapotfelvétellel szemben a gazdaságosságon túl követelmény az ismételhetőség, összehasonlíthatóság, a napra készség és felvétel kapcsán a minimális forgalomzavarás . Ez utóbbit a forgalommal együtt mozgó eszköz, a gépesítés, az egyidejűleg több jellemző vizsgálata és felvétele segíti. (3.7/2 – 6. ábrák) 3.7/2 – 6. ábrák Az egyes állapotjellemzők (követelmények) teljesítése, használatot érintő befolyása más-más szempontokat követ: a pálya felületével szemben támasztott követelmények egyenletesség forgalombiztonsági, optikai megjelenés forgalombiztonsági.
–
építési, alacsony zajszint forgalombiztonsági,
szempontok érdesség környezetvédelmi, vízelvezetés
Amint azt korábban már írtuk az utak burkolatának/pályaszerkezetének a tulajdonságait/ teljesítményét állapotismertető jegyekkel (Performance Indikator), állapotparaméterekkel írják le. Az állapotfelvétel és értékelés összefoglaló bemutatását a 3.7/7. ábra adja. 3.7/7. ábra Az állapotismertető jegyeket mért értékekkel jellemzik, illetve – általában 1 – 5 (esetleg 1-10) közti skálán meghatározott – osztályzattal minősítik . Ez utóbbiaknál rendszerint az „1” jelenti a nagyon jó/cél értéket, az „5” a nagyon rossz/tűrhetetlen értéket (lásd 3.7/8. ábrát, illetve a korábbi 3.4/1. ábrát)). 3.7/8. ábra
az állapotvizsgálat/minősítés célja: 1
az állagmegőrzési tevékenység elősegítése,
2
az azonos útkategóriák egységes szolgáltatási szintjének biztosítása,
3
az útállapot változás egységes elvek alapján történő meghatározása,
4
a PMS adatolása,
5
a pénzügyi szükséglet meghatározása,
6
a forrásfelhasználás optimalizálása.
A használatos állapotmutatók közül az út burkolatának felületét az elméleti felülettől/síktól való eltérések jellemzik, melyeket nagyságrendjüktől függően más-más elnevezéssel illetnek – 3.7/9. ábra - és az azzal összefüggő hatásokkal számolnak – 3.7/10. ábra 3.7/9 – 10. ábrák A felületi eltéréseket - felületi egyenetlenség - a gyakorlatban a pálya egyes – hossz-, keresztirányú – metszetein határozzák meg. Ennek megfelelően: hosszirányú felületi egyenetlenség/hullámosság a pálya tengelyével megegyező irányban felvett eltérés. Hatása a járműben és utasában keltett függőleges gyorsulás, aminek utazáskényelmi és járműüzemi/dinamikai szempontból van jelentősége. Legáltalánosabban használt változata a nemzetközi egyenetlenségi index / IRI (International Roughnes Index), a hosszegységre vetített eltérés-összeg – (mm/m; m/km). Az egyes egyenetlenségi állapotok gyakorlati hatását a 3.7/11. ábra, a mérésére szolgáló hazai ÚT- 02 készüléket a 3.7/12. ábra, az IRI modelljét ( negyed személygépkocsi – Quarter Car/Golden Car) a 3.7/13. ábra szemlélteti. 3.7/11 – 13. ábrák A keresztirányú felületi egyenetlenség/nyomvályú a tengelyre merőleges irányban mért deformáció.
Hatása kiemelten forgalombiztonsági jelentőségű, a járműt érő vízszintes erőhatás, ami a kormányozhatóságot rontja – ún. sín effektus (3.7/14.ábra), valamint a nyomvályúban összegyűlő csapadék hatására bekövetkező vízen csúszás – aquaplaning – jelenség.(3.7/15. ábra) Ez utóbbinak kialakulása alapvetően a nyomvályúban a hossz- és keresztesés függvényében kialakuló vízmélységtől függ, de kialakulására befolyással van a jármű sebessége, - súlya, a gumiabroncs profilja és a burkolat felületi tulajdonságai (3.7/16. ábra). 3.7/14 – 16. ábrák A gyorsabb vízelvezetést - az aquaplaning kialakulásának megelőzését - szolgálja, részben a fenti jelenség ellensúlyozására – a gyorsforgalmi utakon alkalmazott „ferde gerincű” keresztszelvény is, biztosítva a burkolatra került csapadékvíz szokásos oldalesés átmenet esetén egyes ívekben kialakuló, kedvezőtlen hosszesés és oldalesés eredőből származó hosszabb, burkolaton történő lefolyásának megggátlását, mielőbbi oldalirányú elvezetését. A nyomvályú fentieknek megfelelő mérési változata a keréknyom menti magaspontra fektetett vízszintesen mért mélység mm-ben, a 3.7/17-19. ábrák szerint. 3.7/17-19. ábrák A burkolat felületének egyes jellemzőit különféle egyedi eszközökkel és berendezésekkel mérik (3.7/20. ábra), míg a profil deformációinak, sőt vele együtt a pálya hossz- és keresztirányú vonalvezetésének komplex mérésére speciális járművek szolgálnak. 3.7/20. ábra
csúszásellenállás/felületi érdesség A jármű gumiabroncsa és a burkolat felülete közti kapcsolat erősségét, a tapadás mértékét fejezi ki, elnevezése súrlódási tényező. Mérése a kedvezőtlenebb hatást mutató nedves-vizes burkolatfelületen történik, mérőszáma dimenzió nélküli. A súrlódási tényező nagyságát befolyásolja a gumiabroncs felületét a burkolat felületététől elválasztó vízfilm vastagsága, valamint az aquaplaning kapcsán már jelzett abroncsprofil, burkolatfelületi struktúra, továbbá a jármű sebessége és súlya. Az itt leírtakat minden hosszas magyarázat helyett érthetővé teszik a felületek és a sebesség összefüggéseit, az aquaplaning kialakulását, a felületek közti kapcsolatokat bemutató korábbi 3.7/16. ábra /5/ A súrlódási tényező nagyságát különféle e célra kialakított, gumiabroncsos kerékkel folyamatosan, de eltérő körülmények közt mérő járművekkel (ferde mérőkerék [SCRIM], vontatott, meghatározott mértékig fékezett-, illetve szakaszosan blokkolt mérőkerék) illetve egy pontszerűen mérő speciális kézi eszközzel – SRT inga (Skid Resistance Tester) határozzák meg. Rögzítendők a mérési körülmények: a sebesség v = 40-, 60-, 80-, 100 km/ó; a vízfilm vastagsága; a blokkolás gyakorisága.
A 3.7/21. ábra egy kombinált mérőkocsi (SCRIM, SRM) képét, a 3.7/22. ábra a ferdekerekes SCRIM- , a 3.7/23-24.ábrák meghatározott slip értékig fékezett kerékkel mérő ASFT berendezések képét és elvi ábráját mutatják. 3.7/21 – 24. ábrák Kézi mérőeszköz - SRT inga és kifolyásmérő nézetét és munka közbeni képét ábrázolják a 3.7/25-26. ábrák. 3.7/25-26. ábrák A kifolyásmérő a felület struktúráját - "durvaságát" - hivatott jellemezni, amelyre elterjedtebb elterjedtebb a homokmélységgel történő meghatározás. A felület durvaságát - aminek a gumiabroncs érintkező felülete alóli vízelvezetés szempontjából van nagy jelentősége - egy külön mérőszámmal, az ún. homokmélységgel fejezik ki. Hatását a sebesség függvényében mutatják a 3.7/27- 30.és a korábbi 3.7/16. ábrák /5/, amelyek a homokmélységen túl a felületi textúra és a felületet alkotó kőszemcse tulajdonságaira (durva/finom érdesség) és a gumiabroncs kialakításának jelentőségére is utalnak.. 3.7/27 – 30. ábrák
burkolatállapot/felületi hibák Az előbbiekkel szemben a burkolatállapotot nem fizikai mérésekkel, hanem az ún. használhatósági mérőszámmal – PSI (Present Serviceabiliti Index) jellemzik. Ez az 1960-as évek AASHO útkisérleteinél kifejlesztett szubjektív módszer, mely az útszakaszra 1 – 5 skálán adott, az úthasználói megelégedettséget kifejező mérőszám. Meghatározott szabályokkal felvett úthibák összegzésével az osztályozás egzaktabbá tehető. A felvétel gépesítésére példa a ROADMASTER adatgyűjtő (3.7/31. ábra). A részadatok a felület, a deformáció, a burkolatszél/hosszrepedés, a kereszt-/elágazó repedés. Az adatgyűjtő fedélzeti rendszer billentyűzetének jelzéstartalmát a 3.7/1. táblázat mutatja be. 3.7/31 ábra 3.7/1. táblázat A burkolatállapot felvételének kimenő adatai: a hibatípus terjedelme [db, m, m2,%] és GPS koordinátái, az 500 m-es szakaszok összesített állapotosztályzata (1-5). A burkolatállapot felvételével egyidejűleg állapotosztályzata az előzőktől eltérően (1-3).
kerül
vizsgálatra a
viztelenítés,
melynek
Az előbbiekből kiválasztott OKA állapotmutatók: a kátyú [db/km], a kipergés, repedés [felület%] és az előbbiek szerinti összesített állapot osztályzat, valamint a padkavíztelenítés osztályzata.
teherbírás Az aktuális állapotában levő pályaszerkezet adott mennyiségű teherforgalomnak – tengelyáthaladásnak – való megfelelőségét, azaz a szerkezeti kapacitást jellemző mutató, amelyet a pálya terhelés alatti alakváltozásával – behajlás, görbületi sugár – , illetve a méretezési eljárásokhoz kapcsolódó hátralevő nehézforgalmi kapacitással fejeznek ki. A statikus mérés céleszközzel (Benkelman-tartó-3.7/32. ábra), illetve a kvázi-statikus (mérés közben folyamatosan haladó) Lacroix-deflectográf-al, vagy dinamikus (FWD-Falling Weight Deflectometer -3.7/33 - 34. ábra) elven működő berendezésekkel történik. 3.7/32– 34. ábrák A Benkelman tartóval tehergépkocsi 10 kN tengelynyomásra beállított (vagy utóbb korrigált) hátsó tengelyének ikerkerekével terhelt burkolat rugalmas visszaemelkedését mérik a tehergépkocsi továbbhaladását követően. A Lacroix deflectograf a pontosan beállított 10 kN tengelyterhelésű hátsó tengelyének ikerabroncsai közti gépi mérést és adatrögzítést végez folyamatos haladás közben – itt tehát a burkolat kerékteher alatti lehajlása kerül rögzítésre. A mindkét kerék alatti sűrű (~ 3,4 m) mérés különösen alkalmas a heterogén szakaszok lokalizálására. Összehasonlítási hátránya a hosszú terhelési idő és a haladási sebesség behajlás mértékére gyakorolt hatása. Mindkét eszköz igényli az aszfaltburkolat aktuális hőmérséklete miatti korrekciót, valamint az altalaj víztartalmának (korábban évszaki korrekciónak nevezett) figyelembe vételét, mely bizonytalanságot okoz. A dinamikus behajlásmérés során meghatározott súly meghatározott magasságból történő ejtésével állítják elő a kerékterhet szimuláló igénybevételt, miközben elektronikusan rögzítik az ejtés centrumában és attól meghatározott távolságra mért behajlásokat. Az adatokból a behajlások görbületi sugarát (körív/parabola ?), illetve a behajlás különbségekből számított görbületi indexet (Surface Curvature Index – pl. SCI300) határozzák meg. Ezen értékek jellemzően eltérőek a különféle hajlékony és a merev pályaszerkezetek esetében. Az újabb kutatások szerint a dinamikus vizsgálati módszerek a pályaszerkezet típusától – hajlékony, félmerev, merev – nem függő módon biztosítják a teherbírási állapot és az ebből következő beavatkozási igények megítélését (de a mérések pontszerűek, a talaj víztartalmának programozott figyelembe vétele még fejlesztésre szorul). Összefoglalólag: a teherbírásmérés olyan adatot szolgáltat, amely egy mérőszám, a felhasználás céljától függ, hogy milyen más tényezőket is figyelembe kell venni a döntéseknél./13/ Az egyes mutatók célszerű súlyozásával - amint ezt az alábbi példán bemutatjuk - mód van a burkolatállapot komplex értékelésére is: A = 0,4B + 0,1 C + 0,2 D + 0,1 E + 0,1 F ahol: A – a komplex pályaszerkezet állapot, B – a teherbírás -, C – a felületegyenetlenség -, D –
a keréknyomvályú mélység -, E – a felületépség -, F – csúszásellenállás mérőszáma/osztályzata. Az egyes állapotjellemzők adott mértéke nyilván befolyással van az adott útszakasz forgalombiztonsági helyzetére. A KTI vonatkozó kutatása (témafelelős Dr. Gáspár: Az útállapot hatása a közúti balesetekre) feldolgozta a külföldi irodalmat és vizsgálta a hazai összefüggéseket. Az előbbiek szerint a csúszósurlódási koefficiens 0,6 –ról 0,4 –re csökkenése a relatív baleseti mutató 20 %-os növekedését eredményezi, ezzel szemben a túlságosan érdes pálya a vezető gyorsabb fáradásán keresztül növeli a baleseti kockázatot; a kátyús útfelületen az igazi veszélyt a kikerülési szándék jelenti; a burkolatcsere hatására nedves pályafelületen csökken, szárazon pedig nő a baleseti kockázat a korábbi állapothoz képest. A hazai útügyi és baleseti adattár összefüggései segítségével vizsgálták az RST és a felületállapot hatását egyes meghatározott balesettípusokra; a beavatkozások hatását a balesetekre.
4./ AZ UTAK FÖLDMŰVEI ÉS FENNTARTÁSUK A földművek – megfelelő tervezés, építéstechnológia, védelem és fenntartás esetén a műszaki létesítmények - így az utak – leghosszabb élettartamú, több - akár sok száz éves - elemei. A fenntartásnak a védelmet ellátó növényzet karbantartásában, a felszíni és felszín alatti víztelenítő- és vízelvezető rendszerek működésének megfigyelésében, karbantartásában és helyreállításában, valamint a meghibásodások helyreállításában van fontos szerepe. Az egyszerűség kedvéért a fejezeten belül tárgyaljuk a földutak fenntartását, valamint az árok-, padkarendezést is. Az út földműve a pályaszerkezetet alátámasztó, a pályaszerkezet típusa szerinti szilárdsági -, állékonysági -, használhatósági -, tartóssági követelményeket kielégítő tulajdonságokkal előállított talaj/kőzet/egyéb anyagú szerkezet, melyet a helyben található talajra építettek. A terephez viszonyított elhelyezkedése szerint töltés, bevágás, illetve vegyes szelvény – 4/1. ábra. A földmű legfelső rétege szükség szerint fagyvédő és/vagy javítóréteg, a termett talajhoz csatlakozó réteg pedig a teherviselési követelményeknek megfelelően kialakított talajréteg – töltéstalp/javított altalaj az 4/2 – 4/3. ábrák szerint. 4/1 - 3. ábrák A földműre ható közúti igénybevételeket a pályaszerkezet típusa függvényében mutatja a 4/4. ábra. 4/4. ábra A hajlékony, félig merev -, merev pályaszerkezet felépítését, földmű kapcsolatát a következő (5.) fejezetben közölt 5.1/1 – 2. ábrák szemléltetik. A burkolaton, az alaprétegen keresztül átadott forgalmi terhelést a földmű viseli! A pályaszerkezet állékonysága, tartóssága a földmű minőségétől, teherbírásától függ!
A teherbírás mérőszámai: - CBR szám (Californian Bearing Ratio) – adottság – talajfajta és víztartalom függvénye, illetve - az E teherbírási modulus és a k ágyazási tényező, amelyek előírt értékek/követelmények. Az előírt érték előállításához szükség szerint talajcsere/javítóréteg/stabilizáció szükséges. A teherbírás – talajfajtánként és tömörítési mód szerint eltérő módon - függ a földmű tömörségétől. A földművel szemben támasztandó követelmények megállapítása során figyelembe veendő a forgalom nagyságából, összetételéből eredő mértékadó terhelés és a klimatikus hatások, a teherátadás módja. A tervezés sorrendi meggondolásai: az elvárt élettartam, az élettartam alatt lefutó forgalom, az előbbiek és az aktuális műszaki/gazdasági helyzet figyelembevételével megválasztott pályaszerkezet típus és az általa meghatározott földmű teherbírási követelmények. Különös tekintettel a földmű felső 1 métere kialakítására és a víztelenítésre, a földmű tulajdonságai (CBR %), illetve az említett földművel szembeni teherbírási követelmények figyelembe vételével történik a választott pályaszerkezet típus konkrét méretezése, azaz az alap és burkolati rétegek fajtájának, vastagságának meghatározása. Ezen döntéseknél további követendő szempontok a forgalombiztonsági - és a szolgáltatási színvonallal szembeni (csúszásellenállás -, egyenletesség és tartóssága, zajkibocsátás...) követelmények, az anyagok és technológiák rendelkezésre állása és környezeti hatásai. 4.1./ A földművekkel szembeni közúti követelmények /8/ A földmű felszínének – földmű tükör – meghibásodás nélkül kell viselnie a pályaszerkezetből adódó mechanikai igénybevételeket, a töltéstestnek meghibásodás nélkül kell viselnie a közúti terheket és klimatikus hatásokat, a földmű altalajának meghibásodás nélkül kell viselni a közúti terheket, a földmű súlyából és a klimatikus hatásokból eredő igénybevételeket. Az altalaj és a földmű nem hibásodhat meg a talaj/felszíni vizektől. A földmű rézsűinek meghibásodás nélkül kell viselni a forgalmi -, klimatikus – és eróziós igénybevételeket. A jól tervezett földmű megfelelő, ha az altalaj műszaki paraméterei az előírás szerintiek és állandóak, a földmű talajának beépíthetőségi jellemzői jók, a tömörség a tervezett szintű, a rézsűvédelem és a víztelenítés funkcionál. A követelményeket a 4.1/1. ábra foglalja össze. 4.1/1. ábra 4.2./ Az utak földművei műszaki terveivel szembeni követelmények A földmű tervezése geotechnikai feladat. A geotechnikus olyan építőmérnök, aki elméleti ismeretekkel bír a talaj és a kőzetek viselkedését illetően és birtokában van a tapasztalatokból leszűrt geotechnikai mérnöki itélőképességnek (Jean-Luis Briaud, a Geotechnikus Professzorok Amerikai Társasága elnöke). A földmű tervezéséhez az egyes szaktervezőket generáltervezőként irányító úttervezőnek
geotechnikus tervező közreműködését kell igénybe vennie. A közreműködés mélysége a feladatnak a talaj – és morfológiai adottságok, az útépítési feladat jellege, az alkalmazandó geotechnikai megoldások és technológiák és a várható környezeti kölcsönhatások függvényében az ÚT 2-1.222:2007 Utak és autópályák létesítésének általános geotechnikai szabályai szerinti 1 – 3. geotechnikai kategóriába sorolása dönti el. A geotechnikai tervezés a vonatkozó információk összegyűjtésével és értékelésével, a talajfelderítéssel, a talajvizsgálati -, illetve a geotechnikai szakvélemény elkészítésével indul. Esetenként tervezési feladat a szokványostól eltérő eljárások szükségszerű kidolgozása. Az építés alatt a geotechnikai műszaki felügyelet, az üzem alatt a szükségszerű geotechnikai megfigyelés a szakfeladat. A geotechnikai tervezés részletezettsége a tervezés céljának, a projekt aktuális szakaszának a függvénye. A földmű és a kapcsolódó geotechnikai szerkezet (alap, támszerkezet, víztelenítés, javított talajzóna) funkcionálisan alkalmas, statikailag megfelelő, kivitelezhető, környezetbarát és esztétikus, tartós, illetve fenntartható, gazdaságos és általánosan elfogadható legyen. Egyes felsorolt részkövetelmények kifejtése: Funkcionális alkalmasság: forgalmi követelményekből adódó vizszintes és magassági vonalvezetés, keresztmetszeti kialakítás és űrszelvény, pályaszerkezet terhelhetőség, folyamatos biztonságos üzemeltetés biztosítása. Statikai megfelelőség: a pályaszerkezetben, a töltéstestben és az alatta levő talajban, a bevágási szelvényben, a kapcsolódó támszerkezetben, a környezet építményeiben nem következhet be törés, vagy állékonyságvesztés jellegű tönkremenetel, mely az út, illetve környezet használhatóságát ellehetetleníti, [teherbírási határállapot], illetve megnehezíti, korlátozza, veszélyezteti [használhatósági határállapot]. Kivitelezhetőség: a valószínű időpontban és tervezett határidővel; a valószínűsíthetően rendelkezésre álló anyagokkal, termékekkel, eszközökkel, technológiákkal; a reálisan figyelembe vehető körülmények között. Tartósság és fenntarthatóság: a tervezett élettartam alatt a mű alatti talajzónák és teherhordó szerkezetek javító beavatkozást ne igényeljenek; a rézsűk károsodásai könnyen javíthatók legyenek; a támszerkezetek a hidaknál is járatos módon javíthatók legyenek;a víztelenítő berendezések csak tisztítást igényeljenek. A követelményeket a geotechnikai szakvélemények, az építési tervek, az ellenőrzött kivitelezés, a folyamatos állapotmegfigyelés és a szükséges fenntartás biztosítják.
4.3./ A földművek szerkezeti kialakítása Az 4.1. fejezetben már érintettek szerint az utak közlekedési felületét, az ahhoz csatlakozó, közlekedési célú mellékfelületeket viselő közel vízszintes és az azokhoz csatlakozó lezáró rézsűs felületekkel határolt földművei keresztmetszetüket (keresztszelvény) tekintve töltésekből – azaz a termett talajra épített, abból kiemelkedő földtestekből, vagy bevágásokból, azaz a termett talajba süllyesztett, abból kivágott geometriájú testből, illetve ezek keresztszelvényen belüli kombinációjából, azaz vegyes szelvényből kerülnek kialakításra a már ismert 4/1. ábrán
bemutatva. A töltés és a bevágási szelvény jellegzetes rétegeit mutatják be a már ismert 4/2. és a 4/3. ábrák, egy aszfaltburkolatú és egy beton pályaszerkezet és földműve látható az ugyancsak hivatkozott 5.1/1 -2. ábrákon. A töltések a töltéstalpon csatlakoznak a termett talajhoz. A töltéstalp megfelelő kialakítása hívatott biztosítani a terület építéshez szükséges járhatóságát, a töltéstest megépíthetőségét, a töltésalapozási megoldások kivitelezhetőségét, a töltéstest felszíni és felszín alatti vizektől való védelmét, valamint a töltéstest elcsúszás elleni stabilitását. Amennyiben az építés, vagy a használat során az altalajban, illetve a felszínen talajtörés veszélye áll fenn, továbbá a töltés süllyedéséből és alakváltozásából szerkezeti károsodás, valamint használhatósági korlátok adódhatnak, töltésalapozást kell tervezni. Ez lehet alkalmas építésszervezés, megfelelő töltésszerkezet, az altalaj tömörítése, - mechanikai javítása, - erősítése, - stabilizációja, talajcsere, vagy ezek kombinációja. A 4.3/1-2. ábrák a jó vízáteresztő képességű szemcsés anyag töltésalapozásbeli alkalmazását, a 4.3/3-4. ábrák a georáccsal együtt beépített kő/kavics alapozási alkalmazását mutatják be. 4.3/1-4. ábrák A töltés alatti felülettől általában Trγ≥85% tömörségi fokot, illetve E2≥20MPa teherbírási modulus várnak el. Ez a biztosítéka a töltés megfelelő tömöríthetőségének. A vonatkozó Útügyi Műszaki Előírás (ÚT 2-1.222) rögzíti a különböző talajok földműanyagként való alkalmasságát, valamint az alkalmassá tétel megoldásait. Amennyiben többféle talajminőséget kell használnunk, azokat célszerűen válogatva építsük be, azaz a nagyon magas (h>8 m) és a nagyon alacsony (H<2 m) töltésbe kiváló/jó talajt építsünk be, a töltéstest szélébe ne kerüljön erózió érzékeny talaj, a nagyon durva szemcsézetű talajokat a töltéstest aljába építsük be, térfogatváltoztató talajok a magas töltés aljába kerüljenek.(N.b.későbbi 4.4/1. ábrát) A töltéstesttől megfelelő tömörséget – általában Trγ≥85-90% értéket, illetve teherbírást – a beépítésre kerülő talaj, a réteg töltésen belüli elhelyezkedése és a pályaszerkezet függvényében E2≥20-55 MPa várunk el. A bevágások kialakításánál különös figyelemmel kell lenni a fejtési és szállítási megoldásokra, a víztelenítésre, az erózióvédelemre, a továbbépítés folyamatosságára. A pályaszerkezet megfelelő állékonysága érdekében külön, fokozott követelmények vannak a felső földműrész – bevágások alján, a töltések tetején levő 50(100) cm-es talajréteg – anyagára, tömörségére, teherbírására Követelmény a pályaszerkezet tartós,egyenletes alátámasztása,a forgalom alatti utántömörödés minimalizálása, a vízfelvétel miatti duzzadás és a fagy deformáló hatásának kivédése. Követelmény, hogy a felső földműréteg beépítéskori állapota és teherbírása az eltakarásig minimálisan romoljon. Ugyancsak itt kell gondoskodni a fagyérzékeny, fagyveszélyes (iszapos, plasztikus) talajokon a pályaszerkezet állékonyságának az éghajlai övezettől lés a talajfajtától függő (I-III:) -, valamint a kezelt réteg vastagságától és fagyvédelmi jellemzőitől függő vastagságú (40-80 cm) védőréteggel való biztosításáról (részletesebben lásd a 4.5. alfejezetben).
Az alacsony töltések/kis bevágások, az átmeneti szakaszok esetén a földmű egyes szerkezeti elemei nem különíthetők el, így az egyes követelményeket egyidejűleg kell kielégíteni. Probléma a víztelenítés nehézsége, a gyenge, változó teherbírás, a magas szervesanyag tartalom. A megoldások – ezen helyzetek tervezéskori lehetséges kerülésén túl – a töltésalapozásokhoz hasonlóan a talajcsere, a talajstabilizáció, a geoműanyagok, a mélyebb rétegek kezelése – mélyvibráció, függőleges drain…. A rézsűk kialakításakor a környezetbe való illeszkedés, a területfoglalás minimalizálása, az anyagfelhasználás gazdaságossága, a kivitelezés és fenntartás szokásos eszközökkel történő végrehajthatósága mellett biztosítani kell az általános állékonyságot – túltöltés, rézsűhengerlés és az eróziós károk minimalizálását – füvesítés.. Helyhiány, a biztonságos rézsűs kialakítás túlzott költsége esetén a rézsűk lábától kiindulóan támszerkezeteket alkalmaznak. Fokozott odafigyelést igényel továbbá a háttöltés, előtöltés, rátöltés, melyek mindig a legjobb minőségűszemcsé talajokból építendők, gondoskodva a megfelelő szivárgótest kialakításáról is. Mindezek biztosítása feltétele a földmű biztonságos üzemének, hosszú élettartamának.
Az utak esetében a költő által is megénekelt helyzettel: "habár fölül a gálya, s alul a víznek árja, azért a víz az úr" szerencsére csak ritkán - pl. vízfolyások keresztezésénél találkozunk, de minden műszaki számára iránymutató bonmot: a mérnöknek, a természetbe helyezett műszaki létesítménynek három ellensége van, a víz, a víz, a víz. Kiemelt jelentőségű a földmű minden elemének megfelelő víztelenítése! Az utak víztelenítésének célja/funkciói: az állandó- és időszakos vízfolyások továbbvezetése, a talajvíz eltávolítása, - nyomásának csökkentése; a csapadékvíz - elvezetése a befogadóig, szikkasztás/tározás; a pályaszerkezetről,- a környezetből a pályaszerkezetbe jutó vizek kivezetése; az építés következményeként megváltozó lefolyásból, az üzemszerű működésből-, haváriából eredő a környezetszennyezés megakadályozása. Az útvíztelenítés kritikus szakaszai/keresztmetszetei: az elválasztósáv, a szigetek, a bevágás/töltés találkozó vonala, a hossz-szelvény mélypontja, a túlemelés átforgatás kis hosszesésben, a hidak felé eső hossz-szelvény a hidak előtt, a hosszú emelkedő – mindezek vízelvezetésének precíz megoldása a megfelelő helyekre tervezett kereszt -, hossz-szivárgókkal lehetséges! A hossz-szelvény közel vízszintes, illetve 1,5 - 5% hosszesésű szakaszain 100 m-ként, 4 - 15% hosszesés esetén 50 m-ként létesítendő keresztszivárgó. Osztott pálya tengelye fele eső keresztszelvény túlemelésnél belső hossz-szivárgó tervezendő. A 4.3/5-6. ábrák a pályaszerkezet lehetséges vízbehatolási pontjait szemléltetik. 4.3/5-6. ábrák
A földművek víztelenítő szerkezetei - felsorolásszerűen: talpárok/övárok, szikkasztó árok, tározó medence, vízvezető szegély/burkolt folyóka/rézsűsurrantó, kiemelt szegély/víznyelő/zárt csatorna, paplanszivárgó/szekrényszivárgó/hossz-szivárgó/mélyszivárgó, fizikai -/kémiai /biológiai tisztító... A vizek különféle, károsítási veszélyt hordozó megjelenési formáira és a védekezési lehetőségekre mutatnak példákat töltésben, illetve bevágásban a 4.3/7-8. ábrák. 4.3/7-8. ábrák 4.4./Az utak földműveinek az építése A földműépítéshez az egyes szerkezeti elemek különös igényeit is figyelembe véve - a lehetőség szerinti legmegfelelőbb töltésképző anyagot kell használni. Jó beépíthetőségű jellemzőjű töltésképző anyagok a jól osztályozott természetes szemcsézettségű talajok, illetve a meghatározott tulajdonságú másodlagos anyagok (osztályozott bányameddő, salak, pernye...). Követelmény, hogy a földmű anyaga tömörítés után megkívánt szilárdságú, merevségű, tartósságú, áteresztő képességű legyen. A kiválasztás szempontjai a talajfajta-szemeloszlás, szervesanyag tartalom, plaszticitás, aggresszivitás, környezetszennyezés, áteresztőképesség; a romlási hajlam – mállás, aprózódás, oldhatóság, fagyérzékenység, térfogatállandóság; a technológiai jellemzők [9] A 4.4/1. ábra a töltéstesten belül a talajösszetétel, szemcsézettség szerinti válogatásra hívja fel a figyelmet. A 4.4/2. ábra a különféle talajok víztartalmi-tömöríthetőségi összefüggéseit, a 4.4/3. ábra a szemcseméret különféle víztartalmak melletti tömöríthetőségre gyakorolt hatását mutatja be. 4.4/1-3. ábrák Fagyott, duzzadó talajok kezelés nélkül nem építhetők be. Aggresszív, szennyező összetevők káros hatásai ellen védekezni kell. Egyes nem kielégítő tulajdonságok javíthatók, hatásuk kivédhető – aprítás, rostálás, mosás, víztartalom szabályozás, drénezés, vegyszeres kezelés, védelem.
Az előírt mechanikai tulajdonságok alapvetően tömörítéssel érhetők el. A különféle talajok tömörítési jellemzőit a 4.4/1. táblázat foglalja össze. 4.4/1. táblázat A különféle tömörítő eszközök azonos tömörség mellett talajfajtától függően eltérő szilárdságot eredményeznek [10] Erre ad példát a 4.4/4. ábra. 4.4/4. ábra
A tömörítés technikai eszközei a statikus/vibrációs -, sima acélköpenyű/juhláb/gumihengerek, a felszín-közeli és/vagy mélységi vibrálás, - döngölés -, a mélytömörítés. Az adott talajfajta esetén célszerű tömörítő eszközöket a 4.4/2. táblázat foglalja össze, a technikákat a 4.4/5. ábra szemlélteti 4.4/2.táblázat 4.4/5. ábra A megfelelő tömörítéshez alkalmas töltéstalp kialakítás, megfelelő fizikai állapotú talaj, célszerű tömörítő eszköz, - módszer, megfelelő terítési vastagság szükséges. Az elterítés és a tömörítés módját befolyásolja a töltés anyagának eredete és jellemzője, a beépítés módja, e beépítési víztartalom és változásai, a beépítendő réteg kezdeti és végső vastagsága, a tömörítés egyenletessége, az altalaj jellemzői. A beépítés részleteinek pontosítására a próbatömörítés szolgál. A próbatömörítés célja: 1
a beépítésre tervezett talajok minősítésének pontosítása
2
a terep és a feltalaj járhatóságának megítélése
3
a töltéstalp kialakítása technológiájának megítélése
4
a beépítésre tervezett földanyagok optimális tömörítési technológiájának a megítélése
5
a fölmű felső része tervezett kialakítása alkalmasságának ellenőrzése
6
speciális anyagok beépíthetőségének megítélése
7
tervezett talajkezelési technológiák alkalmasságának ellenőrzése
8
a tömörség és teherbírás ellenőrzésére tervezett módszerek ellenőrzése, kalibrálása
Kohéziós talajoknál kiemelt figyelmet kell fordítani az építésközi víztelenítésre. Víz alatti építéskor a puha altalaj eltávolítandó, vagy egyéb speciális megoldás szükséges. A nem megfelelő aktuális talajfizikai állapot javítandó – víztartalom szabályozás, szemcseméret-, szemeloszlás módosítás, vegyi kezelés, drénezés, védelem útján. A töltésépítés során különös figyelmet kell fordítani a kohéziós talajok fokozott munkahelyi víztelenítésére, fagypont alatti munkavégzés csak speciális intézkedések (takarás, melegítés) mellett lehetséges, víz alatti építésnél a puha altalaj eltávolítandó, vagy speciális megoldások szükségesek. A földmű megfelelő tömörsége az állékonyság, a mérettartás alapvető eszköze, ezért a kész mű
tervszerű/megfelelő tömörségének ellenőrzése elengedhetetlen. A földmű felső 1 métere tömörségi követelményeit a 4.4/3. táblázat mutatja be. 4.4/3. táblázat A tömörség ellenőrzése megoldható: - közvetlen méréssel – laborban: - száraz térfogatsűrűség, víztartalom / Proctor [Trγ ]; - helyszínen: - súly -, térfogat méréssel, - izotópos sűrűség-, víztartalom méréssel hátrányuk, hogy durva szemcséknél nem alkalmasak; - alakváltozás mérésével:- CBR, - tárcsa (E2 ) – ezen mérések kohéziós talajoknál problémásak, - dinamikus tömörségméréssel - 4.4/6. ábra - tömörödési T alakváltozásból számított tömörségi fok [Trd = TrE*Trw ] (4.4/7. ábra a mérés elvéről) - közvetett ellenőrzéssel:- próbatömörítéssel azonos eljárás ellenőrzése, - henger alatti nyom ellenőrzése. 4.4/6 - 7. ábrák A töltésépítés során a teher és a tömörítő munka hatására tömörödik az altalaj, a használat során további tömörödés és ezzel járó alak/méretváltozás állhat elő. Az építés során az altalaj süllyedésének sebességét ellenőrzés alatt kell tartani (talajtörés veszélye), illetve az elsődleges tömörödés befejeződését is regisztrálni kell – ezen feladatokat szolgálja a töltéssüllyedés rendszeres mérése. 4.4/ 8– 9. ábrák. 4.4/8 – 9. ábrák Egy 6 m magas töltés tömörödésből eredő süllyedése a KMSz-ben publikált cikk szerint akár 100 cm is lehet! (4.4/4. táblázat) 4.4/4. táblázat
4.5./Az utak földművei kialakításának speciális szempontjai A rendelkezésre álló töltésképző anyagok, helyszíni viszonyok, építési körülmények, technológiai idő, építőgépek függvényében a szokásostól eltérő eljárások – technológia, anyagfelhasználás, minőség-ellenőrzés szükségesek, melyeket a konkrét esetre külön meg kell tervezni. A földműépítés sajátos - geotechnikai megközelítésű - tervezése során a sajátos helyszíni körülményekből - veszélyek: talajtörés, túlzott alakváltozás, vízelöntés..., kedvezőtlen talaj
adottságok: alacsony nyírószilárdság, túlzott összenyomódás, alacsony vízáteresztő képesség..., módosítás mértéke: rétegzettség, mélység, vonalvezetési módosítás... - kiindulva kell keresni a célravezető megoldást, majd annak lépéseit részletesen ki kell dolgozni. Részletesebben lásd az előadáson elhangzottakat, illetve a szakirodalmat [9]. Kohéziós és átmeneti talajoknál kiemelt fontosságú a jéglencse képződésből eredő fagykár, illetve a megnövekedett víztartalmú talaj teherbírás csökkenéséből eredő olvadási kár elleni védekezés [5]. A jelenséget a 4.5/1-2. ábrák szemléltetik. 4.5/1 - 2. ábrák Fagykárveszély áll fenn, ha a földmű felső 50 cm-e fagyveszélyes talajból épült, a kapilláris vízutánpótlás lehetősége fennáll és a fagybehatolás mélysége egy meghatározott mértéket meghalad. A védekezés fagyvédő réteggel, vízszint süllyesztéssel, a pálya emelésével, hőszigeteléssel lehetséges. A szükséges fagyvédelmi vastagság: hv = ∑F – hi* fi F – éghajlati övezettől, forgalmi terheléstől, fagyveszély mértékétől függő érték – 40-80 cm hi – pályaszerkezet-, javítóréteg vastagsága fi - réteg fagyvédelmi jellemzője – 1,0-1,5 A fagyveszély szerinti klímavidékeket az 4.5/1. táblázat, a pályaszerkezeti rétegek fagyvédelmi jellemzőit a 4.5/2. táblázat foglalja össze. 4.5/1 – 2. táblázat A speciális talaj/töltés kezelési eljárások közt említendők a talajerősítések – injektálás, jethabarcsosítás; a töltéserősítés, a mélykeverés, a mélyvibráció, a függőleges drain. Ezekre ad példákat az 4.5/3. ábra az MSZ EN 14475-ből. 4.5/3. ábra A vibrációs kőoszlopot a 4.5/4. ábra, a vibrációs talajtömörítést a 4.5/5. ábra, a döngöléses kőcölöpös talajerősítést a 4.5/6. ábra szemlélteti. 4.5/4 – 6. ábrák
4.6/ Az utak földműveinek a károsodása és helyreállítása Az úttervezés elengedhetetlen munkarésze a geotechnikai tervezés /4/.
Tervezési követelmény – többek közt – a gazdaságosság, így a tervező ésszerű kockázatvállalása /5/, ami esetenként a fenntartási munkák keretében utólagos állagvédelmi beavatkozásokat tesz szükségessé. Földmű meghibásodásokhoz vezethet a hibás tervezés, - kivitelezés, a természeti behatások, de a fenntartás hiánya is. A meghibásodások a földmű geometriájának változásában, pályaszerkezeti hibákban, súlyosabb esetben állékonysági hiányokra utaló mozgásokban jelentkeznek. A bevágások jellegzetes meghibásodásait a 4.6/1. ábra, a töltésekét a 4.6/2 ábra szemlélteti 4.6/1 – 2. ábrák A fenntartási munkák szerepe: a várható mozgások értékelése, a megfigyelés, a helyreállítás. A helyreállítás elvi lehetőségei: a nyírószilárdság növelése, illetve a nyírófeszültség csökkentése. A módszerek: geometriai, hidrológiai, szerkezeti, illetve általában ezek kombinációi az 4.6/3-4. ábrák példái /6/ szerint. 4.6/ 3- 4. ábrák A földmű kőkosaras (gabion) lezárását a 4.6/5. ábra mutatja. 4.6/5. ábra A földművek károsodása megelőzésének, illetve a kárelhárításnak elengedhetetlen eszköze a növénytelepítés, amint már a 3.1. Útmenti területek gondozása (üzemeltetése) fejezetben is jeleztük és a következő fejezetben részletezzük.
4.7/ A földművek növényzete A mérnöki létesítmény alapja, a földmű a természettel szoros kapcsolatban van, ezért a tervezőnek, a kivitelezőnek, a fenntartónak ismernie kell a növényzet életével kapcsolatos biológiai törvényszerűségeket. A mérnöki alkotás a kultúrtáj elválaszthatatlan része, a táj és a létesítmény közti műszaki és esztétikai összhangot a növényzet hivatott megteremteni. A növényzet a földmű élő építőanyaga, a földmű-építés követelményei és a növényvilág életfeltételei közti szintézist a mérnökbiológia hozza létre. A földmű növényzettel történő biztosítása hatékony, gyors és gazdaságos. Ez célszerűen a kivitelezési munkák kapcsán, azzal szoros összhangban történik, de számos esetben szükségszerű pótlólagos megoldásként valósul meg, illetve kerül kiegészítésre. A földmű felületén mozgó víz sebességét és így az eróziós – egyben a szél okozta deflációs – károkat a növényzet csökkenti – 4.7/1. ábra /6/. 4.7/1. ábra A növényi védelem működési feltételei: A növényzet megerősödéséig gondoskodni kell a földmű ideiglenes védelméről – biotechnológiai védelem (szalmaterítés, rőzsefonat, geotextília, talajstabilizáció…) Már a földmű kialakítása során gondoskodni kell a növényzet életfeltételeiről – humuszolás, talaj előkészítés, a tájnak és a
klímának megfelelő (őshonos) növényzet kiválasztása. Füvesítés, gyepesítés: Hagyományos megoldás a helyben vetéssel történő a füvesítés, nagyobb teljesítményt nyújt a vízsugaras gyepesítés, a gyorsabb védelmet szolgálja a védőréteges gyepesítés. Extrém körülmények, gyors eredmény elérésének igénye esetén előre elkészített gyepelemek, külön fűmag hordozó réteg beépítése lehet a megoldás. A helyben vetés a felület előkészítését – gyomtalanítás, egyengetés, rovátkolás-, magágy készítését – talaj lazítása, aprózása- követően, az alkalmazási helytől (nagy felület, kis felület, rézsű) függően 15-40 g/m2 alkalmas fűmag gépi/kézi kijuttatását, majd a mag takarását, nedvesen tartását jelenti. Hagyományos vetésre alkalmas időszak a nyár vége és a kora tavasz. Kevésbé alkalmas időszakban, illetve deflációs veszély esetén védőréteges (vizes szalmára műtrágyával kevert mag vetése, majd bitumenemulzió permetezés) füvesítést, vagy vízsugaras gyepesítést (vetőmag, kötőanyag, műtrágya, cellulóz szál vizes keveréke vízágyúval – 4.7/2. ábra) alkalmaznak. /6/ A gyepelemek – gyeptégla, gyeptekercs, gyepszőnyeg – fajtáit, tárolását, beépítését foglalja össze a 4.7/3. ábra /6/ 4.7/2 - 3. ábrák Természetes anyagokkal operál az eredőképes ágszőnyeg technológiája – lásd 4.7/4. ábrát. 4.7/4. ábra Intenzív védelmi igény esetén korszerű megoldás a fűmagkeveréket, táp- és humuszanyagokat tartalmazó geoműanyag beépítése. /6/ - 4.7/5. ábra. 4.7/5. ábra Természetes anyagú takaró szöveteket mutatnak be a 47/6-7. ábrák. 4.7/6 – 7. ábrák Az egyes technológiák előnyei – hátrányai:[11] - a termőföldborítás (humuszolás) az erózió ellen csak korlátozottan véd, rossz talajfizika esetén rézsűromlás állhat elő; - a vízsugaras gyepesítés köves talajon is működőképes, faggyal-, szárazsággal szemben is véd, de csak csapadékmentes, azonban párás időszakban eredményes; - a védőréteges füvesítés gyors, egyszerű, olcsó, rossz talajban is alkalmas, de csak laposabb rézsűkön; - a paplanszerű gyepelemek azonnali védelmet, gyors végső eredményt adnak, mély bevágásoknál alkalmazásuk különösen előnyös, de költséges, speciális szakértelmet igényel; A rézsűvédelem további lehetőségei közül:
- az eredőképes ágszőnyeg azonnali erózióvédelmet biztosít és a további növénytelepítés kiinduló alapja; - a fűszövet sokáig tartós, fokozottan véd, meredek rézsűkre is alkalmas – megfelelő rögzítés mellett, de finomszemcsés talajt igényel, alacsony a víztároló kapacitása, költséges; - a műanyag pokrócos füvesítés ugyancsak hatékony védelmet nyújt, meredek rézsűkön, agyagon, laza talajon is jó, de fokozottan költséges. A gyepfelület legfontosabb fenntartási művelete az általános üzemeltetés keretében végzett kaszálás, mely elősegíti a gyepnövényzet bokrosodását, irtja az egyéves gyomokat és visszaszorítja a többéveseket. A tönkrement gyepfelület pótlása a feladat terjedelmétől függően karbantartás/helyreállítás keretében történik. Földművek védelme cserje telepítéssel /-6/ A füvesítésre alkalmatlan rézsűk erózió elleni védelme, kopárok betelepítése cserje csoportok, sávok, - sorok ültetésével lehetséges. Ez esetben is gondolni kell a fajta kiválasztásánál a termőhelynek való megfeleltetésre. Terjedő tövű, alacsony – max. 25 cm - növésű fajokat kell választani, amelyek ültetéskor legalább három éves iskolázott egyedek, vagy burkolt gyökerűek (ún. konténeres) legyenek. A telepítés rétegvonallal párhuzamosan, hármas kötésben, gödrös (0,5x0,5x0,4 m)-, árkos (0,4x0,4 m)-, vagy padkás megoldással történjen. Alkalmazandó sortávolság 1-2 m, tőtávolság 0,4-0,5 m, soronként egy fajta növény telepítendő. Út menti fák: A fák esztétikai, tájba illesztési szerepe mellett elsődleges szempont a forgalombiztonság – a látótávolságra, az oldalakadály-távolságra vonatkozó, a tervezési előírásokban útosztálytól, tervezési sebességtől függően rögzített előírások betartása. Külterületi utakon kiemelten fontos a jármű út menti fával való ütközés elleni védelme; amire vonatkozóan különféle megoldásokat rögzítettek egy vonatkozó szabályozásban./7/, külön az új telepítés és a meglevő faállomány fenntartási munkák kapcsán történő átalakítása esetére.. A baleseti kockázatot csökkenti a szakaszosan, hézagosan alakított állomány, a cserje telepítés – 4.7/8. ábra. 4.7/8. ábra Fatelepítés: Általános szabály, hogy szabad gyökerű facsemetéket lombhullástól rügyfakadásig, burkolt gyökerűeket fagymentes talajba bármikor telepíthetünk, de hársat, nyírt csak tavasszal, fenyőféléket pedig tavasszal, vagy szeptemberben. Új telepítéseknél a faültetés járulékos munkái a karózás, kötözés, a vadkár elleni védelem, az ültetőgödör feletti terület alakítása – ősszel kupacolás, tavasszal tányérozás., a koronavesszők nyesése ľ - 2/3 hosszban. A tányéros ápolást az új telepítéseknél 3 éves korig kell végezni június, július és szeptember hónapokban. Üzemeltetési feladat a meglevő állományban a fentieken túl még a sarjhajtások eltávolítása és a károkozók elleni védelem, továbbá a nyesés. A nyesést megfelelő technológiával kell védekezni a berepedés ellen.
A fásított területekre vonatkozó külön előírások: Az erdőnek minősülő fásításokra ( külön földrészlet, területe > 1 ha, a fák tövénél mérve 20 mnél szélesebb terület ) külön jogszabály, az erdőtörvény (1996.évi LIV. törvény az erdőről és az erdő védelméről) rögzíti az erdőgazdálkodó feladatait. Többek közt 10 éves üzemtervet, éves erdőgazdálkodási tervet kell készítenie, illetve annak teljesítéséről el kell számolni. A fásított terülteken gondoskodni kell a gyommentesítésről, a korábban már írt rendszeres állapotellenőrzés mellett a beteg, balesetveszélyes, száraz fák eltávolításáról, a cserje sávok fiatalító metszéséről. Kiemelten a hófogó erdősávokban – de természetesen másutt is – pótolni kell a kiveszett fákat. Az elöregedett fásításokat le kell cserélni, lehetőség szerint a meglevő állomány ritkítását követő előzetes telepítéssel, melynek során gondolni kell a már tárgyalt új forgalombiztonsági követelmények érvényesítésére is. 4.8/ Földutak fenntartása A földutak rendszerint 6-8 m koronaszélességgel, 5-6 % oldaleséssel, kétoldali árokkal kialakított létesítmények. Az országos közutakon mintegy 300 km, a helyi közutakon közel 100 000 km – ebből 17 000 km belterületi – út nem rendelkezik szilárd burkolattal. A már többször hivatkozott közútkezelői szabályzatok /2-/8,9/ szerint a földutak járhatóságáról a forgalmi viszonyoknak, a talajadottságoknak és az időjárásnak megfelelően gondoskodni kell. A karbantartást a forgalmat-, vízlefolyást akadályozó deformálódott felület javítása képviseli. A helyreállítási munkák a talajszintről való kiemelés – rendszerint az árok anyagából, a mélyebb fekvésű szakaszokon a töltés építés, a mély fekvésű szakaszokon a vízátvezető műtárgyak építése. Gräderes földmunka, a kiemelést kötött talajon min. 20 cm, szemcsés talajon min. 10 cm vastagságban végzik. A járófelületet – felújítási munkaként – a minden időben való használhatóságának biztosítása érdekében stabilizálják. A mechanikai stabilizáció szemcsés anyag hozzáadásával biztosítja a kedvező szemeloszlást. A kötőanyagos stabilizáció a talajfajta szerint választott cement, pernye, granulált kohósalak, bitumenemulzió, vagy vegyszer (RRP, CaCl2, szulfitlúg…) bekeverésével, majd tömörítésével, utókezelésével valósul meg. 4.9/ Padka-, árokrendezés Az előírások /2-8,9/ szerint éves helyreállítási program keretében kell gondoskodni arról, hogy a csapadékvizek árokba jutása és továbbvezetés biztosított legyen, ennek érdekében a felmagasodott padkaszakaszokat le kell nyesni, a kijáródott, gödrös, vagy laza padkát fel kell tölteni, az árok és rézsűoldal kimosását ki kell javítani, gondoskodni kell a különféle szivárgó rendszerek folyamatos működőképességéről (v.ö. in 4.3. Utak víztelenítése) Elméleti alapok, meggondolások /2/:
Amint a fejezet bevezetőjében is jeleztük a „mérnök” és így a földművek legnagyobb kártevője a víz. Az állékonyságot károsan befolyásoló vizek és károsított földmű elemek: csapadékvíz-rézsűk, kapilláris víz-fagyveszély, talajvíz bevágási rézsűk, töltéslábak, szivárgó víz-bevágási rézsűk, pangó víz-bevágások, tükör, rétegvíz-csúszólap, erodáló víz-rézsűk, élővíz-hullámverés, beszivárgó víz-áramlási csúszólap. Fogalmak, munkaműveletek: területrendezés: az útüzem feltételeinek, a gépesített útfenntartás lehetőségének a biztosítása – árok-, padkarendezés kapcsán, vagy önálló műveletként, padkarendezés: felmagasodott, kijáródott padka szintbehozása – árokrendezés előtt mindig végrehajtandó; követelmények: oldalesés 5 %, illetve pálya keresztesése +2%, szélesség min.1,0 -, rendkívüli nehézségek esetén 0,5 m. padka stabilizáció: a padka teherbírásának növelése mechanikai-, vagy kötőanyagos stabilizációval ÁNF>3 000 E/nap esetén, illetve átkelésben 6,0 m és ez alatti burkolatszélességnél. álbevágás megszüntetése: az ároktisztítás (kézi) során az árok külső oldalára rakott földből keletkezett akadály eltávolítása külön programként hófúvásveszély, illetve előrelátási korlátozás esetén kivéve, ha iszap lemosódást akadályoz meg. ároktisztítás, árokrendezés: csapadékvíz elvezetésére/elnyelésére (szikkasztó árok) alkalmatlan árok karbantartása, helyreállítása. új árok nyitása: teljesen feltöltődött árok, illetve megváltozott vízviszonyok esetén. Ütemezés: éves programban (helyreállítás), illetve burkolaton megálló csapadékvíz, burkolatnál magasabb, vagy 5 cm-nél mélyebb padka esetén (karbantartás). Talajfajta függvényében meghatározott határsebesség felett (<0,3-2% esésnél), csekély sebesség miatt (0,05 % esés alatt), valamint mikroporózus talajban és vízzárósági igénynél (pl. vízkészlet védelem) az árkot burkolni kell - szükség szerint fenntartási munka keretében, utólagosan.(4.9/1. ábra) 4.9/1. ábra A burkolt árok karbantartását, helyreállítását a további károk megelőzése érdekében rendszeresen el kell végezni. Újabb építésű útszakaszoknál környezetvédelmi előírás a burkolatról az árokba folyó csapadékvizek tisztítása. Ezt korábban az állandó karbantartást (tisztítás, perlitcsere) igénylő perlites olajfogó műtárgyakkal (4.9/2. ábra) biztosították, újabban a sokkal kisebb ráfordítással üzemeltethető biofiltrációs árokszakaszokkal (4.9/3. ábra) oldják meg. 4.9/2 - 3.ábrák Irodalom: 1.
Utak üzemeltetése és fenntartása, Tervezési útmutató, MAUT 1998.
2.
Kézdy Árpád, Markó Iván: Földművek, víztelenítés, Műszaki Könyvkiadó, 1977.
3.
ÚT 2-1.215:2004 Közutak víztelenítésének tervezése, MAUT
4.
ÚT 2-1.209:2004 Közutak tervezése, MAUT
5.
ÚT 2-1.222:2002 Utak geotechnikai tervezésének általános szabályai, MAUT
6.
Markó Iván: Földművek – védelem, Műszaki Könyvkiadó, 1975.
7.
ÚT 2-1.163:2005 A külterületi közutak menti fásítás szabályozása a forgalombiztonsági szempontok figyelembe vételével, MAUT
8.
ÚT 2-1.222:2007 Utak és autópályák létesítésének általános geotechnikai szabályai, MAUT
9.
Szepesházy Róbert: Geotechnikai tervezés
10.
Dr. Kovács Miklós: Közlekedési pályák földművei
11.
Kárpáti-SYTEC in Mélyépítő Tükörkép Magazin 2008. 4.
12.
Dr.Szakos Pál: Útfenntartás (előadások szakmérnök hallgatóknak)
5./ ÚT-PÁLYASZERKEZETI ALAPRÉTEGEK GYÁRTÁSA, BEÉPÍTÉSE
5.1/ Rétegtípusok – kötőanyagok Az utak alaprétegeinek az a szerepe, hogy a teherelosztó hatást biztosítsanak és ezáltal a földműre olyan terhelés jusson, amely abban maradó alakváltást nem okoz. Az alapréteg relatíve nagy vastagságú, ezért igyekeznek olcsó, helyi anyagokat felhasználni. Az 5.1/1.ábra a többrétegű, aszfaltburkolatú, félig hajlékony, az 5.1/2. ábra a betonburkolatú, merev pályaszerkezet sémáját mutatja. 5.1/1-2.ábrák A rétegek építéskori helyzete – így a pályaszerkezetben betöltött szerepe, illetve besorolása - a későbbi ráépítések kapcsán módosul. Az 5.1/3. ábra az országos közúthálózat burkolat szerinti nyilvántartási adatainak az időbeli változását mutatja. 5.1/3.ábra A tárgyalásra kerülő pályaszerkezeti rétegek a földmű fagyvédő/javító/szűrő/tisztasági rétegeként, illetve a pályaszerkezet alap-, (közbenső és kopórétegeként) kerülnek beépítésre. Az alaprétegekkel szembeni alapvető követelmények: 1
megfelelő teherbírást biztosítson,
2
álljon ellen a káros utántömörödésnek ,
3
megfelelő geometriával épüljön (egyenletes vastagságban tudjon az alapra ráépülni a következő réteg) ,
4
nem lehet víz- és fagyérzékeny ,
5
a ráépülő rétegek építéséből származó mechanikai igénybevételeket károsodás nélkül tudja viselni,
6
aszfaltburkolat építése esetén abban ne idézzen elő reflexiós repedéseket
7
betonburkolat estében az u.n. „pumping” hatással szemben ellenállók legyenek,
8
tervezésénél, építésénél a tartós funkcionális megfelelősség és a gazdaságosság szempontjai egyaránt érvényesüljenek .
A keverékek adalékanyaga - azaz durva-szemcsés (4 mm feletti szemcseméretű) anyaga – a stabilizációra alkalmas talajon túl bányatermék – zúzottkő, murva, kavics…, ipari melléktermék – másodlagos nyersanyag - kohósalak, bányameddő…, bontott - újrahasznosított - anyag – aszfalt, beton, egyéb...(lásd még 8.8. Melléktermék-, hulladék hasznosítás,…újrafelhasználás) A követelmények a keveréktervezés szempontjából lényeges általános tulajdonságokat szemeloszlás, legnagyobb szemnagyság, tömöríthetőség -, egyes anyagfajtáknál lehetséges kockázatokat - fagyállóság -, illetve az anyag származása szerint differenciált jellemzőket különös tekintettel az összetételre, a környezetszennyezés veszélyére - minősítenek; részletekről lásd a 5.1/1. táblázatot. 5.1/1. táblázat
Az alapanyagot/alapanyagok keverékét alkalmazzák kötőanyag hozzáadása nélkül – kötőanyag nélküli pályaszerkezeti rétegek (hagyományos zúzottkő[makadám]-, mechanikai stabilizációk, folytonos szemeloszlású rétegek), vagy kötőanyag/ok hozzákeverésével - kötőanyagos pályaszerkezeti rétegek – bitumenes kötőanyaggal (aszfaltmakadámok, bitumenes stabilizációk, keverőtelepi meleg/forró aszfaltok); hidraulikus kötőanyaggal (helyszíni/keverőtelepi stabilizációk, beton burkolatalapok); vegyes kötőanyaggal (bitumenes+hidraulikus kötőanyagú helyszíni/telepi stabilizációk) A burkolatalapok kötőanyagai A kötőanyag típusa szénhidrogén alapú – bitumenes -; kovasav, aluminium-szilikát, CaO vegyületű – hidraulikus -, vagy a kettő keveréke – vegyes – kötőanyag. A szénhidrogén alapú kötőanyag különböző hosszúságú szénhidrogén lánc alkotta vegyületek keveréke, mely a szemcsés vázzal jelentős tapadásos/ragasztásos kapcsolatot létesít és a
hőmérséklet függvényében többé kevésbé viszkoelasztikus tulajdonságú. Egyes ritka esetekben természetes állapotában fellelhető, többnyire szénhidrogén vegyületek – korábban kőszén (lepárlási terméke a kátrány), napjainkban a kőolaj – lepárlása során keletkezik, esetenként a tulajdonságai javítása céljából adalékolják - szakszóval modifikálják. Jellemző fajtái az útépítési bitumen, a kisebb fajsúlyú kőolajszármazékkal hígított bitumen, illetve az útépítési bitumen vízben emulgeált keveréke, a bitumenemulzió. A hidraulikus kötőanyag szilárd, porszerű állapotból vízzel keverve képlékeny péppé válik, vizes keverékéből kémiai (hidratációs) folyamatok hatására ún. cementkő – cementásványok – keletkezik, mely a szemcsés vázzal szilárd, oldhatatlan kapcsolatot hoz létre - megköt, szilárdságát víz alatt is megőrzi, sőt tovább szilárdul. A hidraulikus kötőanyagok közt említendő a mesterségesen – agyagásványok, mész, egyéb adalékok olvadásig hevítése, őrlése útján – előállított cement, valamint a kovasav és/vagy alumínium szilikát tartalmú ún. puccolános anyagok, melyek önmagukban vízzel keverve nem kötőképesek, de finomra őrölve, szokásos környezeti hőmérsékleten, víz és mész jelenlétében az oldott kalcium-hidroxiddal reakcióba lépnek és szilárd kalcium-szilikátok, - aluminátok képződnek. Ez utóbbiak az egyes vulkánikus eredetű kőzetek őrlésével előállított trassz, egyes szenek (barnaszén, kőszén) elégetése kapcsán előállt finom égéstermék – a bázikus pernye, illetve a mész hozzáadásával aktivált savanyú pernye, a hirtelen lehűtött vasgyártási salak őrlésével előállított granulált kohósalak, valamint az előzőkkel szemben a karbonizáció eredményeként szilárduló mész.
Az alaprétegek típusai: Kötőanyag nélküli alaprétegek: o MZA – 8, -10, -12: zúzottkő és kohósalakkő alap o M-22, -56, -80: mechanikai stabilizáció o FZKA 0/22, 0/32, 0/56 folytonos szemeloszlású zúzottkő alap (WetMix, Mineralbeton, Macadam) Bitumenes kötőanyagú alaprétegek: o Helyszíni stabilizációs rétegek (FOAMSTAB) o Aszfaltmakadámok o Keverőtelepi technológiával készült alaprétegek (HABA) Hidraulikus kötőanyagú alaprétegek: Hidraulikus kötőanyagokkal (cementtel, bázikus pernyével, mésszel, gipszes homokkal, granulált
kohósalakkal, pernye- mész kötőanyag kombinációval…) készített alaprétegek Gyűjtőnevük: stabilizációs rétegek, illetve ezek közül a beton előírások szerinti feltételeknek is megfelelők az útalap-betonok. A hidraulikus kötőanyagú rétegeket az alkalmazott kötőanyag fajtái, a szilárdított anyagok fajtája (talaj,adalék) és legnagyobb szemnagysága, az összekeverés helye, valamint a keverék szilárdsága alapján nevezik el. Az előállításuk technológiájától függő csoportosítás: o Helyszíni stabilizációs rétegek (in situ, in place) o Keverőtelepi, előkevert stabilizációs rétegek (in plant) Kötőanyag szerinti csoportosítás: -
cement (CEM)
-
hidraulikus (puccolános) útépítési kötőanyag (Hidraulic Road Binders)
cementklinker(K), granulált kohósalak (S), természetes puccolán (P), bázikus (W) -, savanyú (V) pernye, égetett pala (T), aktív mész (L) Részletesebben lásd a 5.4. fejezetben Vegyes – bitumen és hidraulikus kötőanyagú alaprétegek: Bitumenes és hidraulikus kötőanyag együttes adagolásával készített keverékek (a pótlólag adagolt hidraulikus kötőanyag előnyösen növeli a réteg merevségét, illetve felhasználhatóvá teszi a magasabb finomrész tartalmú alapanyagot): o Helyi stabilizációs rétegek (in situ, in place) o Keverőtelepi, előkevert stabilizációs rétegek (in plant) A pályaszerkezeti rétegek szilárdságát – teherviselő képességét – a kötőanyag nélküli rétegeknél a különböző szemnagyságú és szemeloszlású durva szemcsés alapanyag tömörített állapotában egymásra támaszkodó/feszülő szemcsék adják. Ezek húzófeszültség felvételére nem alkalmasak, forgalom alatti utótömörödési hajlamuk jelentős. A kötőanyagos pályaszerkezeti rétegek szilárdsága a tömör keverék durva szemcséi egymásra támaszkodásának, a kötőanyag által létrehozott durva szemcsék közti kapcsolatnak, valamint a durva szemcsék hézagait kitöltő finom szemcse - kötőanyag keveréknek az eredménye. Az alaprétegek alkalmazási feltétele a követelményeknek (ÚT 2-1.222:2007) megfelelő földmű (tömörség, teherbírás, geometria…), az egymásra épülő alsóbb rétegek vastagságával való túlnyúlása, működő víztelenítő rendszer (a befogadóig!), az előírásos fenntartási munkák elvégzése, a kötőanyag nélküli rétegek alatt szemcsés vízelvezető réteg (földmű/javító/szivárgó) Az egyes kötőanyagok alkalmazásának okairól, meggondolásairól: Amint a fenntiekben jeleztük, a kötőanyag nélküli rétegek húzószilárdság felvételére nem alkalmasak – azonos teherbírás eléréséhez nagyobb vastagságban építendők, nem szemcsés földmű esetén
védőréteg építését igénylik, azaz alkalmazásuk csak különös indokolt esetben (pl. helyszíni adalékanyag bőség célszerű. A bitumenes kötőanyagok meghatározott hőmérsékleti körülmények közt viszkoelasztikus tulajdonságúak. Ez azt jelenti, hogy a hidraulikus kötőanyagú rétegekkel összevetésben a velük készült rétegek hajlékonyabbak, repedés nélkül képesek nagyobb behajlás/mozgás elviselésére, de ez azzal jár, hogy kisebb a teherelosztó képességük (lásd a 4/4. ábrát). A bitumenes kötőanyagú keverékek magasabb hőmérsékleten hajlamosak a maradandó deformációra (nyomvályú). Az ugyancsak bitumenes kötőanyaggal készülő aszfaltmakadámok a keveréssel készülő aszfaltoknál egyszerűbb eszközökkel előállíthatók, de a földmű felső rétegével szemben a makadámokkal azonos igényeket támasztanak. A hidraulikus kötőanyagú rétegeken – a jobb teherelosztó képesség mellett - a kötés, illetve a használat során rendszerint dilatációs repedések keletkeznek, melyek az aszfaltburkolaton reflexiós repedések formájában jelennek meg.. A vegyes kötőanyagú keverékek az előbbiekben leírt két tulajdonságot - plaszticitás/merevség ötvözik. További szempont, hogy bontott pályaszerkezetek újrahaszosításának egyes változatainál a bitumenes rétegek keverednek az egyéb rétegekkel, tehát hidraulikus kötőanyag adagolása esetén eleve vegyes kötőanyagú réteg jön létre.
5.2./ Kötőanyag nélküli (zúzottkő) pályaszerkezetek Ezen pályaszerkezeti rétegek a múltban mint önálló pályaszerkezetek működtek, a gépjármű forgalom megjelenésével vált szükségessé az új, a gumikerék szívó hatásának ellenálló, illetve „portalan” , kötőanyagos kopórétegek bevezetése. A jelenlegi pályaszerkezetek elődei /1.- /3/ a Római Birodalom útjai a fagyhatártól induló szerkezetek voltak; 2-3 közbenső pályaszerkezeti réteg, rétegenként csökkenő szemnagyságú kőből (Statumen, Ruderatio, Nucleus), a burkolat kavicsos homok (Summa Crusta), vagy kőlapok (Summum Dorsum). . A római utak és az újkori rakott alapzatú utak keresztszelvényét mutatja be a 5.2/1.ábra. 5.2/1.ábra A francia útpálya a XVIII. században (Pierre Tresaguet) a szegélykövek közti rakott kő útalap és zúzottkő burkolat ( 5.2/2.ábra), amelynek a pontosabb kiékelését Thomas Telford (1820) alakította ki. 5.2/2.ábra Mac Adam (skót technikus, 1827-től Anglia központi útjainak főfelügyelője) útpályája – nagyobb szemnagyságú (65/80/100) alapra több rétegű zúzottkő pálya - a 5.2/3 - 4. ábrák szerint. A technológia a gépi, úthengeres tömörítéssel teljesedett ki (Polenceau-francia).- 5.2/5.ábra.
5.2/3-5. ábrák Hazánkban korábban a rakott -, majd a 65/100 mm szemnagyságú ún. szórt alap homok kiékeléssel 20-30 cm vastagságban volt járatos, rajta 7-10 cm 40/65 -, 20/55 mm szemnagyságú, homokkal, zúzalékkal kiékelt ún. vizes makadám, melyet később kőszén kátránnyal (porolajjal), hígított bitumennel portalanítottak. A jelenlegi előírások megjelenéséig Z 55/80, vagy Z 20/80 jelű zúzottkövet/kohósalakot használtak. Az egy rétegben beépíthető vastagság 15- 25 cm között van. A beépített rétegben nem lehetett a tömör vastagság 2/3-nál nagyobb szemcse. Az elterített zúzottkő rétegeket acélköpenyes hengerekkel, nedvesítő hengerléssel 1-2 hengerjárattal előtömörítették. A felületre Z 12/20-as zúzalékot, murvát, törtkavicsot szórtak és behengerelték, ezzel kiékelve a zúzottkő réteg felső részét. E műveletet 1 vagy 2 ütemben kellett elvégezni. A réteg tömör, ha a henger elé dobott kő eltörik. A kohó-salakkő nagy belső súrlódású, ezért a hengerlésnél több vízre van szükség. Amennyiben a kohósalak réteget meszes vízzel nedvesítik, akkor hidraulikus utószilárdítást is elérhetnek. (Külföldön mész és cementhabarcsot is bevibrálnak [cementmakadám]. Ezzel nagyobb teherbírású útalap épülhet). Ezen pályaszerkezeteknek a forgalomba helyezéskor magas – 20 % körüli – hézagtartalma van és a konstrukcióból eredően nincs olyan belső stabilitásuk, hogy ezt a hézagtartalmat tartani tudnák, a forgalom hatására a hézagtartalom csökken, azaz utántömörödő pályaszerkezetek. A magas hézagtartalomból eredő további jellemzőjük, hogy amennyiben nem szemcsés talajból készült földműre kerülnek, védő/szivárgó alsó réteg építését igénylik. A kötőanyag nélküli makadám pályaszerkezetek a kötőanyagos szerkezeteknél kisebb teherbírásúak, fajlagosan nagyobb anyag- és szállítás igényűek, fogyasztják az értékes kővagyont. Ugyanakkor anyagnyerőhely közelében gazdaságosak, kőben gazdag országokban felhasználásuk kiterjedt. Alkalmazási lehetőségük: védőréteg, alap, közbenső pályaszerkezeti réteg, burkolat. Ezek alkotják a mai országos közúthálózat több mint 1/2-ét, további mintegy 40 %-án utólagosan aszfaltburkolattal ellátva. Az önkormányzati utakon 90 %-ot megközelítő az arányuk.
Kötőanyag nélküli alaprétegek technológiái
MZA jelű szakaszos szemeloszlású zúzottkő (kohósalakkő) alapok 8 -10 -12 ahol a számok a rétegvastagságot jelölik cm-ben.
-
Az elsőként elterített 32/56 mm zúzottkőre 4/11 mm szemcseméretű zúzalék, majd kiékelésként 0/4 / 0/2 / homok kerül.
A zúzottkővel szembeni időállósági igény Kf- C1, -C2 (LA30, 35, MDE korlátozott agyag/iszap -, szervesanyag tartalom, - szennyezettség.
25);
NZ szemeloszlás;
Mechanikai stabilizációs alaprétegek 1
M-22: Dmax=22 mm, 10-20 cm-es rétegvastagsággal
2
M-56: Dmax=56 mm, 15-25 cm-es rétegvastagsággal
3
M-80: Dmax=80 mm 20-30 cm-es rétegvastagsággal.
Alkalmazása akkor előnyös, ha a közelben jó (folytonos, a Fuller egyeneshez közeli) szemeloszlású szemcsés, HK, KH, murva van. A szemeloszlási követelményeket az 5.2/6. ábra mutatja. 5.2/6. ábra Az alapanyaggal szembeni időállósági követelmény Kf-D2 (LA50, MDE 50). Forgalmi terhelési osztálytól függő pályaszerkezeti szerep (D-E M-80), - zúzottszem-arány (K 70%) az előírás.
Folytonos szemeloszlású zúzottkő alapok FZKA 0/22, - 0/32, - 0/56 – ahol a számok a max. szemnagyságot jelölik. A szemmegoszlás típusonként előírt, rendszerint csak keveréssel előállítható, a mechanikai stabilizációnál szigorúbb (pl. 5.2/7. ábra ). 5.2/7. ábra Építési vastagság 15 – 30 cm, a zúzottszem-arány követelmény a forgalmi terhelési kategória függvénye (A-C >50%; D-R >70%). A szilárdsági, időállósági követelmény Kf-D1 (LA40, MS25). Az egyes szerkezetek teherbíró képességét – E2 - a 5.2/1. táblázat foglalja össze. 5.2/1. táblázat
5.3/ Bitumenes kötőanyagú pályaszerkezeti rétegek Az aszfaltok csoportosítását a 5.3/1. ábra mutatja. 5.3/1. ábra Jelen fejezetben ezekből a hideg, illetve félmeleg eljárással készített bitumenes keverékeket és a bitumenes stabilizációkat tárgyaljuk megjegyezve, hogy ezek gyakran vegyes kötőanyaggal, azaz a bitumenes kötőanyag mellett hidraulikus kötőanyag adagolásával készülnek.
Az aszfaltmakadámokat és a melegen kevert bitumenes alapokat a 6. fejezetben ismertetjük. Bitumenes (és vegyes) kötőanyagú pályaszerkezeti rétegek Keverőtelepen egy-, vagy több zúzalék/kavics szortimentből-, technológiában előírt szemeloszlású szemcsés anyagból (zúzottkő, kavics, murva), bontott (aszfalt, beton, egyéb)-, zúzott-, osztályozott anyagból, egyes technológiáknál kőliszt-, hidraulikus kötőanyag (cement, bázikus pernye, mész…) hozzáadásával [vegyes kötőanyagú keverék], hígított bitumen-, illetve a szemeloszlásnak megfelelő (közepes, lassú) törésidejű bitumenemulzió (lásd 5.3/1.táblázat a bitumenemulziók aktuális jelöléséről) valamint útépítési bitumen (B 50/70, - 70/100) habosított változata felhasználásával hideg /félmeleg/alacsonyabb hőmérsékletű meleg eljárással készíthetők keverékek forgalmi terhelés függvényében utak alap-, illetve közbenső rétegeibe történő beépítés céljából - 5.3/1, /2. ábrák összefoglalása szerint. 5.3/1. táblázat 5.3/1 - 2. ábrák A keverő berendezések a technológia igényessége függvényében nagy változatosságot mutatnak az egyszerű kéttengelyes, folyamatos üzemű keverőteknőtől az ugyancsak folyamatos, vagy szakaszos üzemű számítógép vezérelt, habosított bitumen előállítására és adagolására képes berendezésekig. A hatályos alkalmazási előírások az előbb írtakhoz hasonlóan változatosak. A hígított bitumen kötőanyagú félmeleg technológiákat (HAB-5, -8, HA-20 keverékek) az ÚT 2-3.506:2002 Hidegen bedolgozható kátyúzó anyagok; a bitumenemulzió kötőanyagú keverékeket az ÚT 23.310:2004 Kationaktív bitumenemulzió kötőanyagú alaprétegek, útburkolatok és kátyúzó keverékek című előírás -; a komplexebb megoldásokat az ÚT 2-2.126:2009 Habosított bitumennel keverőtelepen készülő út-pályaszerkezeti alaprétegek és az ÚT 2-3.708:2009 Bontott útépítési anyagok újrahasználata II. Telepen történő meleg újrahasznosítás című előírások tartalmazzák. A részleteket ez utóbbi esetben az általános szabályozás, az ÚT 2-3.301:2010 Útpályaszerkezeti aszfaltrétegek előírás adja. Útépítési bitumen kötőanyaggal aszfaltkeverő gépeken állítják elő a 6. fejezetben tárgyalt meleg bitumenes útalapokat, melyek a „teljes aszfalt” (full depht) pályaszerkezetek alaprétegeként (HABA) kerülnek beépítésre. A helyszínen előállított alaprétegek közt említendők a stabilizációk hígított bitumen, bitumenemulzió, illetve habosított bitumen kötőanyaggal, valamint a bitumenes kötőanyaggal előállított bitumenes, valamint az egyidejűleg adagolt hidraulikus kötőanyaggal – vegyes kötőanyagú stabilizációk. A szemcsés anyag rendszerint a meglevő pálya anyaga, szükség szerint javító adalékolással. Ezekkel a szemcsés bontott anyagok újrafelhasználásaként a 8.8. fejezet is foglalkozik. A 5.3/3. ábra a technológiai változatok vázlatát, az 5.3/4-6 ábrák az egyes technológiai megoldásokat mutatják be. 5.3/3-6. ábrák A műszaki előírások az ÚT 2-3.707:2008 Bontott útépítési anyagok újrahasználata I. Pályaszerkezet helyszíni újrahasznosítása szerint, a 8.8.2. alfejezetben részletezve.
5.4. Hidraulikus kötőanyagú pályaszerkezeti rétegek A hidraulikus kötőanyag vízzel keverve kémiai reakciók – hidratáció – hatására megköt, víz alatt is szilárdul, szilárdságát megőrzi. A kötőanyagot az 5.1. alatt általánosan bemutatott, megkötésekkel használható adalékanyagokkal keverik, helyszínen, vagy telepen, gyakran bitumenes kötőanyagot (vegyes kötőanyag) is adagolva. A hidraulikus kötőanyagú pályaszerkezeti rétegek sajátos tulajdonsága a reflexiós repedés. A kötés alatti zsugorodás és a hőmérséklet hatására bekövetkező hosszváltozás következtében a forgalom alatt a hidraulikus kötőanyagú pályaszerkezeti rétegekben növekvő sűrűségű kereszt, majd hosszrepedések keletkeznek, melyek az aszfaltburkolat felszínén ún. reflexiós repedések formájában jelennek meg. A megjelenés időpontja, a sűrűség az időjárás, a forgalomnagyság, a földmű tulajdonságai, a réteg jellemzői és vastagsága, az aszfaltburkolat tulajdonságai és vastagsága függvénye. A reflexiós repedések korlátozásának módszerei: - a réteg vízszintes mozgásának – hosszváltozásának – csökkentése : a réteg keresztirányú hézagolásával, mikro-repesztésével, - a függőleges mozgás csökkentése: a földmű felső rétegének hidraulikus stabilizálásával, - a rétegek elválasztása: ún. „fordított” pályaszerkezet (kötőanyag nélküli réteg beiktatása) alkalmazásával, vagy geotextília beépítésével, - a rétegek eltérő mértékű feszültsége hatásának csökkentése: Stress Absorbig Membran Interlayer (speciális kialakítású felületi bevonat) - az aszfalt burkolat ellenállóképességének növelés: modifikált kötőanyag, növelt vastagság. A keverékek/rétegek jelölése, példákkal: Cement kötőanyagúak: o CE jelű erősített alapréteg o CKt jelű stabilizált kavics (szemcsés anyag ), telepen kevert o CKh jelű stabilizált kavics (szemcsés anyag ), helyszínen kevert o CTt jelű stabilizált talaj, telepen kevert o CTh jelű stabilizált talaj, helyszínen kevert Pernye - mész, vagy hidraulikus pernye kötőanyagúak o WE jelű bázikus pernye kötőanyagú erősítő alapréteg o VKt jelű savanyú pernye kötőanyagú stabilizált kavics, telepen kevert o WKh-4 jelű bázikus pernye kötőanyagú stabilizált kavics helyszínen kevert o VTt-2 jelű savanyú pernye kötőanyagú stabilizált talaj, telepen kevert védőréteg
Mész kötőanyagúak o LSh jelű stabilizált salakpernye, helyszínen kevert o LTh jelű stabilizált talaj, helyszínen kevert o LTk jelű mésszel kezelt talaj A jelölések az alábbi magyarázat alapján alakultak ki: 1
Kötőanyag fajtája szerint o C: cement (pl:/kspc,ppc) o K: cementklinker o P : természetes puccolán o W. bázikus pernye o V: savas pernye o T: égetett pala o L: aktív mész (mészhidrát, oltott mész, melléktermékek)
2
porított
égetett
mész, mész
Szemcsés anyagok és talajok fajtája, minősége szerint: o E: régi útpályákra épített erősítőréteg, vagy újonnan épülő pályaszerkezet felső alaprétege. Csak szemcsés anyagokból épülhet, szigorúan megadott feltételek mellett! o K: folyamatos szemeloszlású szemcsésanyag (zúzottkő, homokoskavics, stb.) o S: salak o T: kötött talaj (szemcse<4 mm)
3
Előállítás helye szerint: o t: telephelyen o h: helyszínen kevert o k: kezelve(mésszel)
A hidraulikus kötőanyagú keverékek adalékanyagának sajátos követelményei: - talajok esetén . pH>6, szervesanyag <5%, kötött talajoknál 0,02 mm alatti szem<25%, Ip<15, wL<35 - kohósalak dikalcium szilikátos és vasas bomlástól mentesség - acélgyártási salak térfogatállandóság –szemeloszlás táblázat -, keverékek:: - határgörbék (5.4/1. ábra), finomsági mérőszám előírás - kötőanyag tartalom – minimum szemnagyság függvényében ( 2,0 – 8,0 – 32,0 / 5 – 4 - 3%)
- szilárdság – nyomószilárdság(CEM)/terhelhetőségi osztály(HBR) szerint; vizsgálati kor: CEM 28 nap, HBR 28/63 nap - fagyállóság – alacsonyabb szilárdság (védőréteg) esetén A szabvány a CE, vagy WE jelű, hidraulikus kötésű erősítő, illetve alapréteg szemeloszlása szerint 0/32, 0/24, 0/16, 0/11 max. névleges szemcsenagyságú típusokat különböztet meg. Ezen típusoknak meghatározott (alsó és felső határgörbékkel előírt) szemeloszlási feltételeket kell kielégíteniük. (korábbi 5.4/1. ábra). A CK/WK jelű alapréteg (folytonos szemeloszlású homokos kavics) maximális szemnagysága 32 mm, 4,0 mm felett legalább 40 m %-nyi szemcséket, 2,0 mm alatt legalább: 25 m %-nyi szemcsés anyagot kell tartalmaznia. A HRB kötőanyagokat 28 napos próbatestjük nyomószilárdsága alapján 1 – 4 szilárdsági osztályba (5,0 – 12,5 – 22,5 – 32,5 N/mm2) sorolják. Útalapokba a 3-4 -, védőrétegekbe a 2-3 szilárdsági osztályú kötőanyag használható, talajok stabilizálására az 1 fokozatú HRB is megfelel. (5.4/2. ábra) 5.4/2. ábra
A cementes vagy pernye kötőanyagú keverék tervezésekor az alábbi minősítő vizsgálatokat kell elvégezni: o szemeloszlási, folyási határ, plasztikus index o szemcseaprózódás o vízfelvétel o tömöríthetőség (módosított Proctor vizsgálattal előírandó a Wgt % optimális víztartalom, a Trγ 95 %-os tömörségi foknak megfelelő ∆W1 % - ∆W2 % viztartalom kétoldali tűrések és a Pmax legnagyobb száraz térfogatsűrűség értékei. A tömörségi fok legalább: 1
murvás és salakos alaprétegnél 93%,
2
kavics és zúzottköves alaprétegnél 95% kell, hogy legyen.
Ezen vizsgálatok alapján alakítják ki a keverék technológiáját. A szilárdulás időbeli lefolyása változó; kedvező az egyenletesen szilárduló stabilizációs réteg. Az előírt víztartalom betartása kiemelten fontos: ha a víztartalom 2-4 %- al kisebb, akkor a szilárdság csökkenés jelentős, ha 2%-al nő, még nem rontja a szilárdságot. A hidraulikus stabilizációk pályaszerkezetbeni alkalmazása a szilárdság – nyomószilárdsági osztály - Rck 1 – 4 [ N/mm2] , vagy a terhelhetőségi osztály T1 – 5 [E – Rth összefüggő értékek – táblázat/grafikon külön CEM és HBR kötőanyagra] függvénye. (5.4/1 – 2. táblázat) 5.4/1 – 2. táblázat
A hazai előírás a C1,5/2 2 nyomószilárdsági osztályú hidraulikus kötőanyagú stabilizált réteget védőrétegként, a C3/4 4 nyomószilárdsági osztályú stabilizált réteget alaprétegként, a T2 terhelhetőségi osztályú hidraulikus kötőanyagú stabilizációt védőrétegként, a T4 osztályút alaprétegként használja.
Helyszíni stabilizáció építése 1. Talajelőkészítés 2. kötőanyag elosztás 3. Vízszállítás 4. Talajkeverés 5. Előtömörítés 6. Tömörítés 7. Utókezelés 5.4/3. ábra
Beton burkolatalapok Adalékanyaguk homok, homokos kavics, kavics, zúzott kavics, zúzottkő, illetve ezek keveréke. A szemeloszlást (határgörbék) úgy kell megválasztani, hogy az anyag jól tömöríthető, hézagmentes, cementtakarékos, tervezett szilárdságú legyen. A földnedves keverék tömörítése hengerrel történik. A C 8/10 szilárdságú keverék kerékpárutak, gyalogutak, kis forgalmú utak alapjául szolgálnak, a C 12/15 nyomószilárdsági osztályú keverék szabványos aszfalt-, beton és kőburkolatú utak alapjaként használatosak. A C 30/37 keverék rendkívül nagy tengelyterhelésű pályákhoz, a más szabvány alá tartozó C 16/20, -20/25, -25/32 keverékek ugyancsak egyedileg tervezett pályákhoz alkalmazottak. A szerkezetek vastagsága a forgalmi terhelés függvényében a vonatkozó ÚT előírások típus pályaszerkezeteiből a tervezési forgalom függvényében választandó, egyébként min. 8 cm-től az egyedi méretezés szerinti.
A hidraulikus kötőanyagú stabilizációkban, beton útburkolat alapokban zsugorodási és termikus repedések alakulnak ki, a burkolatra való áttükröződésük ellen meghatározott építéstechnológiai módszerekkel – hézagolás, mikro-repesztés, az alap és a felette levő réteg mozgásainak függetlenítése kötőanyag nélküli-, SAMI-, geotextília közbenső réteg, vastagabb, modifikált
kötőanyagú aszfaltrétegek ráépítése - lehet.
Meszes stabilizáció A kötött agyagtalajokat nem lehet cementtel stabilizálni, ezért itt meszes stabilizációt használnak. A meszes kezelés előnyösen javítja a földműbe kerülő plasztikus talajok tulajdonságait is. Az agyagos talaj mésztartalmának növelésével a folyási határ (Wl) alig -, a sodrási határ (Wp) viszont kedvezően változik, Ip csökken, kedvező irányban vált, a kezelt talaj teherbírása az idő múlásával növekszik. ( 5.4/4-6. ábrák).[5] 5.4/4-6. ábrák (Magyarországon előnytelenül kevés meszes stabilizációt alkalmazunk, mert a mésztermékek drágák és hiánycikknek számítanak.)
Irodalom 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Dr. Pallós Útpályaszerkezetek (szerzői kézirat) ÚT 2-3.206 Útpályaszerkezetek kötőanyag nélküli és hidraulikus kötőanyagú alaprétegei. Építési előírások ÚT 2-3.207 Útpályaszerkezetek kötőanyag nélküli és hidraulikus kötőanyagú alaprétegei. Tervezési előírások ÚT2-3.208 Útépítési beton burkolatalapok. Tervezési előírások ÚT 2-3.304 Hígított bitumenes aszfaltmakadám pályaszerkezeti rétegek Consolid Kft adatközlése Dr. Szakos Pál: Útfenntartás (előadások szakmérnök hallgatóknak)
6/. Aszfalt rétegek gyártása és beépítése 6.1. Aszfaltok és alapanyagaik Az aszfalt a bitumen és ásványi anyagok természetes, vagy mesterséges keveréke. A természetes aszfaltokat bányásszák, aszfaltadalékként, kötőanyag kinyerésére, esetleg beépítésre használják. A bitument hordozó közeg homok (pl. Derna, Tataros – RO, Trinidad – Venezuela)), mészkő (Val de Travers – CH). A természetes aszfaltot az emberiség több évezrede ismerte és használta (Nílus és Indus folyók közti terület); korabeli elnevezések: pix (földi szurok)-tumens (fortyogó) – latin; asphaltos (tartós) – görög; asphaltu (laposra készített) – babiloni (Ferenczy Géza: Aszfaltburkolatok, M.K.1961). Az aszfaltok csoportosítása
- az előállítás technológiája szerint: a permetezése-szórásos eljárással készülő (felületi bevonat) , a keveréses-terítéses eljárással készülő ( Slurry Seal, Mikro Seal, KFB, MA) -, a keverésseltömörítéssel készülő (AC, BBTM SMA, ÉHA, PA); - az előállítás hőmérséklete szerint: hideg eljárásos ( felületi bevonet, Slurry -, Mikro Seal, KFB) -, a félmeleg eljárásos (felületi bevonat, aszfaltmakadám) -, az alacsonyabb (meleg) hőmérsékleten gyártott (HABA) -, a melegeljárásos (háromfázisos hengerelt aszfaltok) -, forró eljárásos (keverés/főzés) öntött -, masztixaszfalto - lásd korábbi 5.3/1-2. ábrákat. Az aszfaltgyártás alapanyagai a kötőanyagok, a különféle kőanyaghalmazok, egyéb alapanyagok, modifikálószerek és adalékszerek. Az aszfaltok kötőanyaga a kőolaj lepárlása kapcsán nyert, szobahőmérsékleten szilárd útépítési bitumen, mely vízben és alkoholban nem oldható, szerves oldószerekben oldható. Változata a feldolgozási célra illékony, könnyű párlatokkal hígított bitumen, illetve a bitumen és víz elegyeként létrehozott bitumenemulzió. Korábban állítottak elő szénhidrogén alapú kötőanyagot szén(fa) lepárlásával – ez a kátrány, illetve ez utóbbi további lepárlási terméke a szurok. Ezen anyagok a felismert fokozottan karcinogén hatásuk miatt napjainkban útépítési célra már nem használatosak. A bitumen ún. viszkoelasztikus anyag, Magyarországon -20 0C - +70 0C az aszfalt használati intervalluma; melegben elasztikusan (rugalmasan) - adott hőmérsékleti határ felett plasztikusan (folyadékhoz hasonlóan), hidegben mereven viselkedik - törik. Meghatározott hőmérsékleti tartományban kedvezőbb viselkedés érhető el a kötőanyagtípus megfelelő megválasztásával (lágyuláspont, penetráció), illetve modifikáló szerek adagolásával. A vizsgálati eljárások közt az útépítési bitumeneknél a lágyuláspont -, a penetráció -, a duktilitás , a rugalmas visszaalakulás -, a töréspont vizsgálata; a higított bitumeneknél a lobbanáspont, a kifolyási idő , a tapadás -; a bitumenemulzióknál a törési idő és a tapadóképesség vizsgálata a rendszeresített eljárás – a vizsgálatok ismeretét más tárgy köréből feltételezzük. A hőmérsékletfüggő tulajdonság miatt fontos paraméter a szivattyúzhatósági -, permetezhetőségi -, keverhetőségi -, beépíthetőségi -, tömöríthetőségi viszkozitás – lásd a 6.1/1-2. ábrákat. 6.1/1-2. ábrák Ezen hőmérsékleti követelményeket a kötőanyag alkalmazott technológia igénye szerinti hőmérsékletre melegítéssel, a beépíthetőségi hőmérséklet biztosításával veszik figyelembe - lásd 6.1/1 - 2. táblázatokat. 6.1/1 - 2. táblázatok Környezetvédelmi és energiatakarékossági követelmények előtérbe helyezik a melegaszfalt gyártásban az ún. Lower Temperature technológiák alkalmazását, melyek a gyártási hőmérséklet 20 - 40 0C-os csökkentését, így az üvegházhatású gázok kibocsátását és a melegítésre felhasznált energia csökkentését teszik lehetővé. Pótlólagos előnyük még a kisebb porszennyezés, a kötőanyag keményedésének megelőzése, a RAP felhasználhatósága, a jobb megmunkálhatóság, a
beépítő személyzet egészségvédelme... A megoldás az útépítési bitumen kötőanyag habosítása, vegyi adalékolása (viaszok, zsíros amidok). Keverőgépi kiegészítő megoldást mutat a 6.1/3. ábra 6.1/3. ábra
A kőanyaghalmazok a különféle természetes eredetű és természetes állapotban felhasznált, ásványi eredetű anyagok, azok törésével, zúzásával és osztályozásával előállított anyagok és termékek. Fontos jellemzőik a fizikai tulajdonságok – Los-Angeles-i [LA 15, -20, -25, -30, -40] -, Mikro-Deval aprózódási ellenállás [MD10, -15, -20, -25], valamint a fagyállóságukat jellemző szulfátos kristályosodási veszteség [MS18, -25]. Ezen teljesítmény-szint jelző jellemzők alapján a D>2mm feletti durva kőanyaghalmazokat osztályokba sorolják. További a kopórétegeknél fontos fizikai jellemző a kőszemcse csiszolódással szembeni ellenállását mutató PSV50 érték. Az adott kőanyaghalmaz felhasználhatósága szempontjából fontos mutató az estleges szerves és szervetlen szennyeződést, agyagrögöket, morzsolható szemeket, agyag-iszap bevonatot jelző tisztaság, melyek káros hatását (duzzadás) a szemrevételezésen, vizes szitáláson túl a metilénkékvizsgálattal (MBF ) ellenőrzik. A kőanyaghalmaz további fontos kategória jellemzője a frakció (névleges alsó – felső szemcseméret) és a szemszerkezet - szemmegoszlás és szemalak (lemezességi szám, szemalaktényező) A kőanyaghalmaz méret szerint töltőanyag, homok és kőanyag. A töltőanyag a keverék 0,063 mm alatti része, jellemzően mészkőliszt, illetve a gyártás során leválasztott, max. a képződés arányában visszaadagolható kőpor (exhaustor por). A homok (természetes/zúzott) a keverék 0,063 – 2,00 mm közötti frakciója. A kőanyag a keverék 2,00 mm feletti méretű része. Az egyéb alapanyagok a kőanyag-halmazokhoz hasonló felhasználású lapanyagok, melyek melléktermékek másodlagos hasznosításából származnak. Egyik fő csoportjuk az osztályozott kohósalak zúzalék, mely kielégíti az adott aszfalttípus kőanyagára előírt kőzetfizikai és termék követelményeket és a vonatkozó ÚT előírásai szerinti arányban a meghatározott igénybevételi kategóriájú, meghatározott réteg elhelyezkedésű keverékhez használható; követelmény továbbá a gyártóművi nyilatkozat, mely szerint az anyag kohósalakon kívül más kohászati salakot nem tartalmaz. A másik fontos csoport a visszanyert aszfalt, melyet aszfalt pályaszerkezeti rétegekből marással, bontással és aprítással, rostálással állítanak be a megfelelő szemcseméretre és az új aszfaltkeverék gyártásához a vonatkozó ÚT szerinti mennyiségben visszadagolható. A modifikálószer alapanyag, amelyet aszfaltkeverék tulajdonságainak kedvezőbbé tétele céljából adagolnak az aszfalt gyártásánál.
Az adalékszer (additiv) alapanyag – pl. szerves vagy szervetlen szál, polimer – mely kis mennyiségben adagolva a mechanikai tulajdonságok, a bedolgozhatóság, a keverék színének módosítását szolgálja.
Az aszfalt pályaszerkezeti rétegek gyártástechnológiái Az aszfaltok a gyártástechnológia szerint permetezés, szórásos eljárással, vagy keveréses eljárással készülő utántömörödő, vagy tömör szerkezetek. Az előállítási hőmérséklet szerint: hideg -, félmeleg -, meleg és forró eljárásos technológiák ismeretesek. A tömör aszfaltok esetében megkülönböztetünk keveréses eljárással előállított háromfázisú rendszert, amelyet 1
ásványi anyag
2
bitumen
3
ásványi szemcsék közötti levegő - szabad hézagtartalom alkot,
továbbá habarcsosítással készülő kétfázisú rendszert – amely az alapanyagok hézagmentes keverékéből áll. Az egyes technológiai eljárások által előállított szerkezetek Hideg eljárás – bitumenemulzió kötőanyag 1
bitumenemulzió kötőanyagú aszfaltkeverékek (A-EA 0/20, 0/35) – 5.3. fejezet
2
permetezés, szórásos technológiájú bitumenemulziós felületi bevonatok (lásd a 8. fejezetben)
3
hidegeljárásos kevert önterülő bevonatok (Slurry Seal, mikro Seal, KFB) – lásd a 8. fejezetben
Félmeleg eljárás - higított bitumen kötőanyag 1
felületi bevonatok (lásd a 8. fejezetben)
2
higított bitumen kötőanyagú utántömörödő aszfaltkeverékek (HAB, HA) – 5.3. fejezet
3
aszfalt alaprétegek (itatott -, kötőzúzalékos -, kevert aszfaltmakadámok - ezek önálló burkolatként is működnek )
Meleg eljárás – útépítési bitumen kötőanyag 1
háromfázisos aszfaltok (160-190 0C –on állítjuk elő) Ezek az un. hengerelt aszfaltok - a folytonos szemeloszlású aszfaltbetonok, a különösen vékony aszfaltrétegek,a kihagyásos, vagy részben kihagyásos szemeloszlású homokaszfaltok, porózus aszfaltok és a zúzalékvázas masztix- aszfaltok.
Forró eljárás – kemény útépítési bitumen kötőanyag
öntöttaszfaltok és masztixok (2 fázisúak) 180-240 0C gyártják . Lásd a korábbi 5.3/1. ábrát.
6.2. Aszfaltmakadámok Az aszfaltmakadám pályaszerkezeti rétegek kisebb forgalmú utakon építhetők az ÚT 23.304:1989 előírás szerint, kezdetben önálló burkolatként üzemelnek. Fenntartási munkák – pályaszerkezet erősítés - kapcsán aszfaltréteggel (vagy rétegekkel) borítva nagyobb forgalmak viselésére is alkalmas pályaszerkezet alakítható ki. Ekkor az aszfaltmakadám alapréteggé válik. A higított bitumennel készített aszfaltmakadám burkolatok utántömörödő jellegűek, a felület teljes elaszfaltosodása – azaz a bitumen teljes megkötése- a hígító anyag elpárolgásával, több hónap elteltével következik be, de a szerkezet hézagtartalma még ekkor is magas, nehéz forgalom hatására tovább tömörödik. Típusai: 1
itatott aszfaltmakadámok (It – 40, -90)
2
kötőzúzalékos aszfaltmakadámok (Köt -35, -70)
3
kevert aszfaltmakadámok (KM -60, -120)
Építésükhöz a korábbi szabvány előírása – 6.2/1. táblázat – szerinti B,C kőzetfizikai osztályú, NZ; Z minőségű zúzott anyagok használhatók. 6.2/1. táblázat Az aszfaltmakadámok hígított bitumen kötőanyaggal készülnek. Az aszfaltmakadám az 1960-as – 70-es évek kedvelt technológiája volt kisebb forgalmú utakon. Előnye, hogy viszonylag egyszerű felszereltséget kíván, gyorsan építhető, kőbányák térségében viszonylag olcsó, a földmű esetleges mozgásait követni képes, helyreállítási technológiája is viszonylag egyszerű és kevésbé költséges. Hátrányai közt kell említeni, hogy az aszfaltbetonhoz képest felületi egyenetlensége rosszabb, kötőanyaga környezetvédelmi szempontból korszerűtlen, értékes nyersanyagot – zúzottkövet – használ (ami azonban helyettesíthető megfelelő másodnyersanyagokkal), csak kis forgalmi terhelés – A-C – esetén alkalmazható, nagy melegben esetleg utókezelést igényel, kevésbé kedvelt az úthasználók részéről. A vonatkozó útügyi műszaki előírások mintegy 20 évesek, az alapanyagok előírásai többször módosultak, így az érvényes előírás tartalma ezért is korszerűsítésre szorul, amit a leírtak tanulmányozásakor figyelembe kell venni. A hígított bitumenes aszfaltmakadámok a rakott-, majd zúzottkőből készített útalapok kopórétegeként, illetve helyreállítási-, felújítási technológiájaként kerültek alkalmazásra, így az előírt előkészítő munkák is ennek megfelelőek a következők szerint: 1
a meglevő alapot profilba kell hozni,
2
a meglevő makadámréteget csak olyan mértékig szabad lazítani, hogy a rakott alap szilárd
maradjon, 3
a vizes makadám rétegről a port, homokot le kell tisztítani,
4
friss makadámrétegre csak annak bejáródása után szabad építeni.
itatott aszfaltmakadám A kivitelezés során 6 cm (90 kg/m2) laza 35/55-20/55 – (20-32/56) – szemnagyságú zúzottkő rétegre, simító hengerlés után 3,5 kg/m2 hígított bitument kell permetezni, majd 20 kg/m2 Z 12/20 – (11/22) szemnagyságú zúzalékot teríteni, azt behengerelni, majd a felületet ismételten 2,0 kg/m2 hígított bitumennel és 15 kg/m2 Z 5/12 – (4/11) zúzalékkal bevonni. Amennyiben az így kialakított szerkezet kopórétegként kerül használatba, egy további 1,2 kg/m2 hígított bitumen és 15 kg/m2 NZ 5/12 – (4/11) szemnagyságú zúzalékkal készített felületi bevonást – záróréteget – kell fektetni az 6.2/2. táblázat adatai szerint. 6.2/2. táblázat Az itatott aszfaltmakadám elkészülte után a gumikerekes forgalom alatt bekövetkező elaszfaltosodásig a felületi bevonatoknál (8.5. fejezet) írtakhoz hasonló utókezelést – sebességkorlátozást, kipergett zúzalék visszaseprést/begyűjtést, esetleges meghibásodás javítást igényel. A használat során a felületen nagy melegben jelentkező bitumen feldúsulást („izzadás”) karbantartási munka keretében zúzalékszórással és behengerléssel kell megszüntetni. Az eljárás a szükséges gyakorisággal ismétlendő. kötőzúzalékos aszfaltmakadám A technológia az előbbiek azon változata, ahol a felületi bevonati rétegek és a záróréteg nem száraz zúzalékkal, hanem bitumennel bevont zúzalékkal – kötőzúzalék – készülnek. A kipermetezett kötőanyag ennek megfelelően csökkentett mennyiségben kerül felhordásra az 6.2/3. táblázat szerint. 6.2/3. táblázat A Köt-35-, Köt-60 típusmegjelölés a felületi bevonat készítéséhez felhasznált kötőzúzalék kg/m2-ben kifejezett mennyiségét jelzi. Ez a technológia is igényel utókezelést, de annak az időtartama rövidebb, a burkolat már forgalomba helyezéskor aszfaltburkolat látszatát kelti, az elaszfaltosodás tökéletesebb, a fent jelzett izzadási jelenség általában nem fordul elő. kevert aszfaltmakadám A technológia lényegében a forgalomban levő zúzottkő választékból összeállított ásványi váz és hígított bitumen –aszfaltszerű, de nem folytonos szemeloszlású, töltőanyagot nem tartalmazó, nem útépítési bitumenes – keverékének a beépítését jelenti. A típusmegjelölés – KM-60, KM120 – a beépítésre kerülő keverék kg/m2 mennyiségben – az 6.2/4. táblázat szerint. Az eljárás a jelenleg alkalmazott keverőgépeknél egyszerűbb
konstrukciókkal végrehajtható (volt). A technológia a jelenlegi ún. lágyaszfaltok egyik előfutárának tekinthető. Az utókezelésről a fentiekben írtak itt is érvényesek. 6.2/4. táblázat
6.3. A melegen/forrón kevert aszfaltkeverékek technológiai változatai hengerelt aszfaltok, mint háromfázisú rendszerek – melegen kevert aszfaltok A hengerelt aszfaltok kővázát - amint azt a 6.3/1. ábra is bemutatja - tömörítés után sem tölti ki teljesen a töltőanyag, illetve a kötőanyag, ezért ezeket háromfázisú rendszereknek nevezzük. A hengerelt aszfaltok tervezési szabad hézagtartama általában 3 - 7 tf % értékek között változik. (Magasabb hézagtartalom esetén összefüggő, vízzel is átjárható hézagok keletkeznek. A víz bejut és bent is marad, ez megfagyhat, ez alap- és kötőrétegek estében jelentős károsodáshoz vezethet.). 6.3/1. ábra Ugyanakkor vannak olyan speciális nyitott pórus szerkezetű hengerelt aszfaltok is, amelyek hézagtartalma igen nagy. Ezeket kopórétegként építik. Ilyen a drénaszfalt (porózus aszfalt [PA]), mely a rákerült vizet az alsóbb réteg felszínéig átereszti és onnan kerül kivezetésre. Ennek a hézagtartalma: 15-22% tf % → Fagyásnál a víz a hézagon belül tud tágulni, → Nem áll meg a víz a felületen, → Jelentős zajcsökkentő hatás, ez különösen a városi utaknál kedvező. Melegaszfalt típusok A melegen kevert - háromfázisos - aszfaltok kőanyagának szemeloszlása az elérni kívánt mechanikai -, stb. tulajdonságok függvényében a betontechnológiát követő legtömörebb ásványi összetételre törekvő - aszfaltbetonok, vagy magasabb homoktartalmú - érdesített homokaszfalt, vagy magasabb zúzaléktartalmú - zúzalékos masztixaszfalt, a 6.3/2. ábrán bemutatottak szerint. 6.3/2. ábra Aszfaltbetonok (Asphalt Concrete) AC 4 – 32 – alap-, kopó-, kötő-, kiegyenlítő rétegként, normál (N) -, illetve fokozott (F)/(NM) igénybevételre. Meleg eljárással, szakaszos, vagy dobkeverővel gyártott, folytonos szemeloszlású aszfaltok a rétegtípushoz igazodó (kopó – kötő - alap) h = 1,5 – 6,0 % tervezési hézagtartalommal. keverék típusok
kopórétegek AC 4-, 8-, -11 kopó; AC 11 kopó (F); AC 11-, -16 kopó (F), -(mF) kötőrétegek AC 11-, -22 kötő; AC 16-, AC 22 kötő (NM); AC 22 kötő (F), -(mF), - (NM), -(mNM) alaprétegek AC 16 -, -22-, -32 alap; AC 32 alap (F), -(mF) az elnevezés: AC betűjel, szám (4-8-11-16-22-32) – névleges legnagyobb szemnagyság (D), pályaszerkezeti rétegre utalás (kopó-kötő–alap), fokozott igénybevételi kategóriában építhető: (F), E-R forgalmi kategória alap-, kötőrétege (NM), modifikált kötőanyag – m, bitumen fokozat 35/50, 50/70, 70/100, modifikálószer neve Amint a fentiekből látható, a rétegtípus elnevezés és a tényleges pályaszerkezeten belüli elhelyezkedés esetenként eltérő!
Aszfaltbeton nagyon vékony rétegekhez – BBTM (Béton Bitumineux Trés Mince) 5, -8, -11 20 – 30 mm vastag kopóréteg,amelyben a kőanyaghalmaz szakaszos szemeloszlású, a kőanyagszemek egymással érintkeznek, a felületszerkezet nyitott. A kőanyag fizikai tulajdonságaival szemben fokozottak a követelmények, a kötőanyag modifikált bitumen. keveréktípusok: BBTM 5 A, - 8 A, - B, - 11 A, - B az elnevezés: BBTM betűjel, szám (5-8-11) – névleges legnagyobb szemnagyság (D) [mm], szemmegoszlás típusra utaló betűjel ( A/B), a polimerrel modifikált bitumen típusjele (pl.25/55 – 65)
Zúzalékvázas masztix- aszfalt: (Stone Mastic Asphalt) – bitumen kötőanyagot tartalmazó szakaszos szemeloszlású, kizárólag zúzott kőanyag és zúzott homok kővázú aszfaltkeverék, amelyben a durva zúzottkő vázat masztixhabarcs (mészkőliszt és saját kőliszt és bitumen keveréke) köti össze. Lényege, hogy szemkihagyásos, a homoktartomány hiányzik, viszonylag nagy finomanyag tartalom mellett (~ 20%), 70%-os zúzaléktartomány. Ezek a zúzalékváz miatt jó melegviselkedésűek. keveréktípusok: SMA 4, SMA 8, SMA 8 (mF), SMA 11 (mF) az elnevezés: SMA betűjel, , szám (4-8-11) – névleges legnagyobb szemnagyság (D) [mm], fokozott igénybevételi kategóriára alkalmasság esetén (mF) betűjel, a gyártáshoz használt bitumen típusjele (45/80-60, 50/70), az alkalmazott modifikálószer jele
Érdesített homokaszfalt: Hot Rolled Asphalt) HRA - 22: Magas bitumentartalmú homokaszfalt, lényege a kihagyásos szemszerkezet - az 5-8 mm frakciót hagyják ki -, de elterítést követően impregnált zúzalékot szórjnak a felületre és behengerlik. Jó durva érdességi tulajdonságú - megjelenése majdnem olyan, mint a felületi bevonatoké, hosszú élettartamú, de a használati idő második felében repedésre hajlamos. A magyar autópályák burkolati rétegeként épült az 1980-as évek második feléig. A behengerelt zúzalék minősége (PSV) ásványianyag probléma miatt nehezen volt biztosítható. lágy aszfalt (Soft Asphalt) lágy kötőanyaggal készült aszfalt (pl. „finnaszfalt”)
Kétfázisú, forrón kevert/főzött aszfaltok – öntött -, masztix aszfaltok 1
A szerkezet felépítése eltér a hengereltaszfalt keveréktől, melyeknél a töltőanyag tartalom 5-8 %, míg a kétfázisú rendszernél 25% is lehet.
2
A stabilitást nem az ásványi váz adja (hiszen ezek „úsznak” a bitumen filmben), hanem a kemény bitumen - mely nagy keménységű, alacsony penetrációjú B-30, B-15 – és a töltőanyag keveréke. Melegviselkedésük lényegesen jobb a hengerelt aszfaltokénál.
3
Nagy a finomanyag tartalmuk ezért nem lehet hagyományos technológiát alkalmazni az előállításnál.
4
Előállításukhoz keveréses- főzéses technológiát alkalmaznak. Az anyagot sokáig kell főzni, keverni, hogy a sok finom ásványi szemcse közötti levegő távozzon (kétfázisos rendszer alakuljon ki).
Öntöttaszfalt (Mastic Asphalt) MA Keménybitumen kötőanyagú hézagtartalom-mentes aszfaltkeverék, melyben a bitumen és a töltőanyag térfogata meghaladja a kőváz hézagtérfogatát. keveréktípusok: MA 4, MA 8, MA 11, MA 11 (F), - (mF) az elnevezés: MA betűjel, szám (4-8-11) – névleges legnagyobb szemnagyság (D) [mm], fokozott igénybevételi kategóriára alkalmasság esetén (F), (mF) betűjel, a gyártáshoz használt bitumen típusjele (10/45-65, 35/50), az alkalmazott modifikálószer jele Az MA-4 csak járda, vagy kerékpár utaknál, illetve kiemelt szegély mellett változó oldalesésénél alkalmazható. Városi utak kopórétegének az MA-12 alkalmas, de ezeket ma már szinte alig használják kopórétegnek. Jelenleg csak kopóréteg kátyúzására használják az öntött aszfaltokat.
A kizárólag apró szemű ásványi anyaggal gyártott aszfaltmasztixot hidak szigeteléséhez használják.
6.4. A pályaszerkezeti - aszfalt - rétegek tervezésére/megválasztására vonatkozó műszaki előírások A hajlékony -, félig hajlékony -, félig merev pályaszerkezetek a korábbi 5.1/1. ábrának megfelelően aszfalt burkolatból és adott esetben további aszfalt, illetve más kötőanyagos -, vagy kötőanyag nélküli rétegekből épülnek fel. Az egyes rétegek teherbírási modulusa - célszerűen a földműtől kiindulva - felfele növekszik. Az aszfaltrétegek tervezése alatt jelen esetben a rétegtípus és vastagság megválasztását/méretezését, valamint az igénybevételi kategória megválasztását értjük. AZ ÚT 2-3.302.:2010 Út-pályaszerkezeti aszfaltrétegek Előírás járulékos igénybevételek szerinti kategóriák N – normál/F – fokozott~ - meghatározása – a korábbi alkalmazás gyakorlati tapasztalatai alapján – 2010-től egyszerűsödött (6.4/2. táblázat): -
I. Szabad forgalmi áramlású útszakasz A – C (30 000 – 1 000 000) forgalmi terhelés N, D – R (1 000 000 – 30 000 000) forgalmi terhelés F,
-
II. Csatornázott forgalom, kapaszkodósáv, csomópont, belterületi főút, buszsáv A – B (30 000 – 300 000) forgalmi terhelés N, C – R (300 000-30 000 000) forgalmi terhelés F. 6.4/2. táblázat
A pályaszerkezeti rétegek szükséges vastagságának a meghatározása a forgalom, a környezeti feltételek és a rétegtípus függvényében hagyományosan tapasztalati úton (empirikus -, semiempirikus eljárások) képletek, grafikonok segítségével történik. A fejlettebb, mechanikai alapon történő méretezés számítógépes algoritmusokkal dolgozik. A rétegtípusok felvételét követően meghatározott igénybevételek (rétegenkénti feszültségek/alakváltozások) és a rétegtípusonkénti határfeszültségek/alakváltozások alapján adódnak a geometriai adatok (rétegvastagságok). A tervezési feladatot egyszerűsítik a típus-pályaszerkezet katalógusok. Az ÚT 2-1.202:2005 Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek méretezési és megerősítési utasítása a tervezett élettartam figyelembe vételével számított nehéz egységtengely forgalom (A – R .-.30 000 – 30 000 000) alapján különösen hajlékony, hajlékony és félig merev pályaszerkezeti típusokban kötőanyag nélküli -, teljes aszfalt -, stabilizációs -, illetve beton alapú pályaszerkezetek felépítésére ad típus-pályaszerkezeti megoldásokat a pályaszerkezet fekvése szerinti talaj, csapadék, földmű, talajvízszint alapján figyelembe vett védőréteggel elátott min. 40 MPa teherbírású földműre. Erre ad példát a stabilizációs alap vonatkozásában a 6.4/1. táblázat. 6.4/1. táblázat
Az ÚT 2-3.302:2010 Előírás rögzíti az egyes pályaszerkezeti rétegekbe építhető aszfaltkeverék típusokat (ez nem mindig egyezik a keverék nevével!) – 6.4/3 – 5. táblázat 1
Előírja az alkalmazandó anyagok minőségét
2
Egyes igénybevételi kategóriáknál milyen anyagokból épülhet fel a szerkezet
3
Milyen vastagsági határok között építhető be az adott réteg 6.4/3- 5. táblázatok
Az egyes szerkezeti rétegekbe beépíthető aszfaltkeverék típusok a hivatkozott előírás szerint az alábbiak: Aszfalt alaprétegek: AC 16 alap, AC 22 alap, AC 32 alap, AC 32 alap (F), AC 22 (NM) -ahol az F a fokozott igénybevételi kategóriára, az NM a „nagymodulusú” – ugyancsak F igénybevételre alkalmas, fokozott deformáció ellenállású aszfaltra utal. Ez utóbbiak csak keményebb, illetve modifikált bitumennel készülhetnek, 100% zúzott anyagot kell tartalmazniuk. A homokfrakció is zúzott, zúzott kavics helyett zúzott bazalt, vagy andezitet tartalmaz. Kötőrétegek: AC 11 kötő, AC 22 kötő, AC 16 alap, AC22 alap, AC 32 alap, AC 16 kopó (burkolatfelújítás esetén), AC 22 kötő (F), AC 16 kötő (NM), AC 22 kötő (NM). Kiegyenlítő rétegek - jellemzően meglevő pályaszerkezetekre történő ráépítés (helyreállítás, erősítés) önálló közbenső rétege kapcsán - N igénybevételi kategóriában az AC -8, -11 kopó [F] -, kötő; Az ÚT 2-3.302:2010 Út-pályaszerkezeti aszfaltrétegek előírás az aszfaltbeton AC 8, -11, -16 [F, mF] kopóréteg keverékeken túl az aszfaltbeton nagyon vékony rétegekhez (BBTM -5, -8, -11), a zúzalékvázas masztixaszfalt (SMA -8, -11), az öntöttaszfalt (MA -8, -11) [mF] kopóréteg keverékek alkalmazhatóságát is rögzíti a kopóréteg kategóriában. Ugyancsak ezen előírás adja meg a keveréktípus, maximális szemnagyság, pályaszerkezetben elfoglalt hely függvényében az egyes keverékek beépíthető legkisebb/legnagyobb vastagságát.(lásd 6.4/5. táblázat) Egyidejűleg ezen keverék-típusok tervezési-gyártási előírásait rögzítő – az MSz EN előírások hazai követelményeit konkretizáló - ÚT előírások is kiadásra kerültek. Az MSz EN angol nyelvű előírásként létező lágyaszfalt, érdesített homokaszfalt, porózus aszfalt útügyi műszaki előírásai még nem kerültek kiadásra.
Kopóréteg kategóriák:
AC 4 kopó (kerékpárutakhoz), AC 8 kopó, AC 11 kopó,AC 11 kötő (A – B forgalmi terhelésre), AC 16 alap (A – B forgalmi terhelésre), AC 11 kopó (F), AC 16 kopó (F). BBTM 5, BBTM 8, BBTM 11 – aszfaltbeton nagyon vékony rétegekhez SMA 8 (mF), SMA 11 (mF) – zúzalékvázas masztixaszfalt ÉHA 22 – érdesített homokaszfalt PA – porózus aszfalt Kiegyenlítő rétegbe építhető keverékek: AC 8 kopó, AC 11 kopó, AC 11 kötő N igénybevételi kategóriára. F igénybevételi kategóriában kiegyenlítőréteg nem építhető!
6.5. Az aszfaltkeverékek gyártástervezése Az ÚT 2-3.301- 1, -2, -5, - 6 Előírások a fent bemutatott AC -, BBTM -, SMA -, MA melegen/forrón kevert aszfaltkeverék típusok követelményeit foglalják össze. Az aszfaltkeverék tervezésén a választott keverék szabványos követelményeit kielégítő keverék összetétel meghatározását, gyártástechnológiai utasításba foglalását, majd az első gyártás jellemzőinek ellenőrzését értjük. Az aszfaltoknál tervezési követelményként előírtak 1
alapanyag – kötőanyag, töltőanyag, homok, kőanyag - minőségek
2
szemnagyság határok
3
mészkőliszt mennyisége
4
a töltőanyag mennyisége (T)
5
homoktartomány
6
zúzott homok mennyisége: csak a homokot (0,09-2,0mm) vizsgálva, 100%-nak véve, a természetes és zúzott homok arányát
7
a 2,0 mm feletti kőanyag tartományra (K) vonatkozó követelmény: csak zúzott termékek lehetnek bizonyos típusoknál
8
a bitumentartalom (kötőanyag- tartalom) tartományát (B).
9
Marshall stabilitásra és a próbatest hézagtartalmára (h) vonatkozó követelmény
10 új vizsgálati követelmény a vízérzékenység 11 Az ”F” típusú keverékek esetén kiegészíti két újabb vizsgálattal az előírást: 12 keréknyomképződés 13 kúszásvizsgálat
Az aszfaltkeverékek tervezésének kiindulópontja lehet a fentiek szerinti előírás (tapasztalati), a teljesítmény-követelményt alapvető műszaki tulajdonságokkal (keréknyom képződés, Marshall viselkedés) közelítő teljesítményelvű – performance-related requirement -, a teljesítménykövetelményt alapvető műszaki tulajdonságokkal meghatározó teljesítményalapú – performance-based requirement. Az aszfaltkeverékek tervezése az alapanyagok, a kisérleti keverékek laboratóriumi megfelelőségi vizsgálatával történik, melynek során különböző keverék-változatokat állítanak össze és vizsgálnak. A végleges keverékterv jóváhagyása az Előírások szerint összeállított keverékek típusvizsgálatát - azaz az "előírás" szerinti választás megfelelőségét, majd a keverék keverőtelepi gyártását követő érvényesítését (validálás) - azaz a a választott típusnak megfelelő gyártási paraméterek meglevőségének vizsgálatát - jelenti. Ezt követően a gyártónak az MSZ EN 13 108 -21 Üzemi gyártásellenőrzés szerint kell eljárni és a vonatkozó hazai rendelet (3/2003. (I.25.) BM-GKM-KvVM együttes rendelet az építési termékek műszaki követelményeinek, megfelelőség igazolásának, valamint forgalomba hozatalának és felhasználásának részletes szabályairól) szerint „2+” rendszerben kell a keverék megfelelőségét igazolni. A gyártó igazolása a megfelelőségi tanúsítvány, a tanúsító szervezet értékelése az igazolás. Ez utóbbiak felhasználása már a kész pálya átadása kapcsán történik, része az átadási minőségi dokumentációnak. Az alkalmassági vizsgálatok készítése az alábbi műveletekből áll: 1
a kiválasztott kötőanyag tulajdonságainak ellenőrzése (6.5/1. ábra),
2
az ásványi alapanyagok kiválasztása,
3
a kiválasztott ásványi alapanyagok szemeloszlásának meghatározása (6.5/2-3. ábra),
4
az aszfaltkeverék ásványi keverékének megtervezése a kiválasztott ásványi alapanyagok szemeloszlása alapján számítással,
5
aszfalt próbakeverékek készítése laboratóriumban a tervezett ásványi keverékkel, 3-5féle, egymástól 0,3-0,5 m%-kal különböző kötőanyag-tartalommal, a Megrendelő által előírt, vagy a Vállalkozó által választott kötőanyagtípussal,
6
a próbakeverékek hézagmentes testsűrűségének meghatározása,
7
Marshall-próbatestek készítése a próbakeverékekből,
8
a Marshall-próbatestek testsűrűségének meghatározása (6.5/4. ábra),
9
a (szabad) hézagtartalom számítása,
10 vízérzékenységi vizsgálat,
11 ha előírt – teljesítmény vizsgálatok - keréknyom-képződési ellenállási, az un. nagymodulusú aszfaltok esetében a merevségi és a fáradási tulajdonságok meghatározása.
A Megrendelő/Mérnök/Műszaki ellenőr által jóváhagyott megfelelőségi vizsgálatok (6.5/5. ábra) alapján készül a konkrét keverőtelep viszonyai – gyártási adag …- figyelembe vételével a gyártástechnológiai utasítás (6.5/6. ábra), mely ugyancsak jóváhagyandó. 6.5/1-6. ábrák A fentieket követően próbagyártásra kerül sor, melynek véglegesítésre/finomításra kerül az Utasítás és megkezdődik a gyártás.
eredményeként
A gyártásközi ellenőrzés vizsgálatainak figyelembe vételével szükség szerint módosítják a gépbeállításokat annak érdekében, hogy a termék az elvárt határok közti ellenőrző értékeket mutassa.
6.6. A melegaszfalt keverékek gyártása 1
A meleg aszfaltkeverékek gyártása szakaszos (sarzs), vagy folyamatos üzemű dob (drum mix) keverőgépekben, keverőtelepeken történik.
A 6.6/1. ábra az országban 2008-ban meglevő állandó keverőtelepeket, a 6.6/2. ábra az 1970 – 2000-es évek évi gyártását mutatja be. 6.6/1-2. ábrák A berendezések mobil -, félmobil -, vagy telepített rendszerűek. A komplex gépi berendezés a gyártás alábbi részműveleteit oldja meg: - zúzalék és homokfrakciók előadagolása - kőanyaghalmaz szárítása, melegítése, porelszívás - rostálás (szakaszos keverő esetén) - meleg alapanyagok és a töltőanyag keverőtérbe adagolása - keverés - készanyag tárolása, melegen tartása A 6.6/3. ábra a szakaszos keverő elvi felépítését, a 6.6/4-6. ábrák egy 120 – 140 to/ó kapacitású keverőgép nézetét és fő egységeit mutatják be. A 6.6/7. ábra egy folyamatos üzemű aszfaltkeverő elvi felépítését adja. 6.6/3-7. ábrák A háromfázisú melegaszfalt-keverékek gyártásának részletezése:
az adalékanyagok tárolása szemnagyságuk szerint elkülönítve, előadagoló berendezés – közelítő pontosságú adagolás, sorba telepített silók (az egyes frakciókból) ,alul futó szállítószalag tervezett szemeloszlásnak megfelelő adagolás, szárítódob - az adalékot a kívánt hőmérsékletre melegítik, (170-200 0C-ra), szárítják, porelszívó berendezés - megengedett porkibocsátás szintjének tartása,“meleg” elevátor - forró adalék szállítása, “meleg” rosta -frakciókra bontás ,frakciók tárolása a “meleg” bunkerekben, ásványianyag-mérleg - tömeg szerinti mérés szemeloszlásnak megfelelően, forró adalékanyag bemérése a keverőteknőbe - mészkőliszt hideg állapotban (nem minden esetben), 180 0C-os forró bitument bepermetezése keverési adagonként , keverés 40-60 s ideig , aszfalttároló bunker - kész aszfaltkeveréket felvonó viszi fel bizonyos kialakításnál, szállító-gépkocsikba ürítés. A 6.6/8. ábrán a bontottaszfalt (RAP) felhasználási lehetőségét biztosító rendszer egy lehetséges megoldását szemléltetjük. 6.6/8. ábra Az öntöttaszfalt előállítása: főzés 8-10 órán át 210-240 C°-on masztikátorban (tűzkocsi). Ez egy tehergépkocsira szerelt, alulról fűtött, keverőműves tartály, mely a keverék készítését és szállítását szolgálja. Néhány évtizeddel ezelőtt este betöltötték a masztikátorkocsit, 8-10 óra keverés-főzés után másnap beépítették. Napjainkban előkeverik a telepi keverőgépen és utána teszik a masztikátorkocsiba, ahol néhány órán keresztül - beleértve ebbe a beépítési helyre történő szállítási időt is - főzik, keverik.
6.7. Aszfaltkeverékek beépítése A beépítést a műszaki terv szerinti szélességgel, vastagsággal, oldaleséssel kell végezni. A beépítés alapvető egyedi körülményeit a Vállalkozó a Megrendelő/Mérnök/Műszaki ellenőr által jóváhagyandó beépítéstechnológiai utasításban foglalja össze.
1
beépítéstechnológiai utasítás tartalma
- beépítés előfeltételei felület előkészítés – profilozás (marás) - ragasztás - szállítás járművek típusa, - száma, tapadásgátlás, takarás, hőmérséklet ellenőrzés, mozgás a munkaterületen, ürítés módja - terítés
sávok sorrendisége, - szélessége, gépbeállítás, csatlakozások - tömörítés hengerek típusa, - száma, -mozgása, tömörségellenőrzés - munkavédelem, környezetvédelem. A melegaszfalt keverék szállítása a bedolgozás helyszínére korlátozott (30 - 50 km) távolságig megengedett. A szállításponyvával letakart, tiszta, tapadásgátlóval bevont billenőplatós rakfelületű, nagy raksúlyú tehergépkocsikkal történik ügyelve arra, hogy a darabszámuk biztosítsa a terítőgép megállásmentes működését, folyamatos anyagellátását. A bedolgozás géplánca: finisher (6.7/1. ábra) - aszfalt meghatározott szinten és profilban történő elterítése, előtömörítés; 6.7/1. ábra hengerek - a kellő tömörség elérése, amíg az aszfalt a tömöríthetőségi/megmunkálhatósági hőfok (szokásosan 100 C) alá nem hűl le. A gumikerekes henger közvetlenül a finiser mögött halad forró és száraz gumikkal, igen hatékonyan tömörít és gyúró hatása is van. Az acélhengerlőjű tandem henger végzi a simítást általában 1/3 sávátfedéssel.A csatlakozások (“hossz-hézagok”) kialakítására különös gondot kell fordítani. A hengernek mindig a hajtott tengelyével kell a finisher felé haladni, sávváltás a már kihűlt szakaszon történik. A pálya keresztszelvényét illetően a terítés és a hengerlés alulról felfele történik. A hengerek számát a szükséges és a rendelkezésre álló idő alatt végrehajtható számú hengermenet határozza meg, gondolva a tartalékra is! Egy fokozott eredményességet nyújtó technológia, a kompaktaszfalt: olyan két rétegben szükség szerint különféle összetételben - megvalósított hengereltaszfalt beépítési technológia, amely terítésénél a vastagabb alsó réteg hőkapacitását hasznosítják a vékony felső réteg hatékony tömörítéséhez. Kezdetek Németország, 1990-es évek közepe; indító ok: aszfaltburkolatok korai meghibásodása a rétegek közti elégtelen tapadás miatt. Célok: tömörítési lehetőség javítása, rétegek hatékonyabb összekötése – „összefogazás”, hűvösebb időjárás építési lehetőségeinek megteremtése, vékonyabb kopóréteg lehetősége. Építés: két modulból álló speciális finisher -, két finisher közvetlenül egymás után - „forrót – forróra” , két géplánc egymás után - „forrót – melegre”. A kompaktaszfalt építés speciális szempontjai: a nyomvonal, geometria, építési hossz, keverékellátás, szélesség - nagy hosszesés, kis ívsugár – kompaktmodul finisherrel - „forrót melegre” – külön sáv a kopóréteg beszállításához„ „ráhajtást segítő eszköz” az alsó rétegre hajtáshoz. Az alkalmassági vizsgálatnál figyelembe veendő a nagyobb tömörség, együttes alakváltozás vizsgálat. Vastagság: kopó – 15 – 30 mm, alsó – 60 – 100 mm, fogadófelületre – kötőanyagos alap - kötőanyagos permetezés szükséges, átadó eszköz („aszfaltkomp”) szükséglet, forgalomba helyezés előtt a megfelelő lehűlést ki kell várni.
A kompaktaszfalt építés eredményei - vékonyabb kopóréteg - kopóréteg lehűlési sebessége 1/7 - szerkezet alakváltozással szembeni ellenállása ~ 2x - kopóréteg magas tömörsége – vízzárás, légzárás - magasabb élettartam. Bővebben lásd: Füleki-Gáspár-Karoliny-Pallós: A kompaktaszfaltos építési technológia hazai alkalmazásának lehetőségei in Közlekedésépítési Szemle 2010. március. Az elérhető előnyöket a későbbi fejezetből vett 8.1/6 - 7. és a 6.7/2. ábrák szemléltetik. 6.7/2. ábra
Az öntöttaszfalt keverék beépítése: -
kézi erővel - a forró aszfaltot talicskába vagy favödörbe ürítik, a kötőrétegre öntik, majd a térdelő munkás fasimítóval (hóbli) eldolgozzák.
-
finisherrel – a gépbe ürített aszfaltkeveréket a finisher teríti el.
Az öntöttaszfalt felületét érdesíteni kell – a forró felületre (~210 C°) bitumennel bevont érdesítő zúzalékot terítenek, kézi acélhengerrel a felületbe nyomják a zúzalékot.
6.8. A beépített aszfaltkeverék minősítése 1
vizsgálatoktól független követelmények: egyenletes textúra, megfelelő vízelvezetés, csatlakozások,
2
aszfaltrétegből vett minta - keverék összetétel – B, T, H, K - vastagság - hézagtartalom/tömörség
1
megépített kopóréteg - felületi egyenetlenség - makroérdesség - geometria – tengely és szélek kitűzés szerinti helyzete, pályaszint, oldalesés, szélesség.
A beépített réteg minőségét befolyásoló körülmények:
1
az építéskori meteorológiai viszonyok,
2
fogadó felület tisztasága, tapadása,
3
beépítési hőmérséklet – tárolás, szállítás,
4
az elterített réteg lehűlésének a sebessége,
5
keverék szétosztályozódása – összetétel, tárolás, terítőgép,
6
beépítőgép folyamatos haladása – szállítás folyamatossága, anyagtöltés módja,
7
a szintvezérlés módja,
8
tömörítés gépei, sorrendje, járatszáma,
9
a beépítés környezete, körülményei.
A korábbi 6.1/1. táblázat az ÚT 2-3.302 által előírt beépítéskori minimális léghőmérsékleti követelményeket rögzíti. A 6.1/2. táblázat az előbb idézett ÚT szerint a különböző keménységű bitumenek beépítési hőmérséklet-követelményeit adja meg. Az egyes rétegek megfelelő együttdolgozásának hiányából eredő veszteségeket szemléltetik a 8. fejezetben bemutatásra kerülő, előbb már hivatkozott 8.1/6 – 7. ábrák a behajlás során megnövekvő megnyúlás kapcsán. A 6.8/1. ábra a tömörítési hőmérséklet és a tömörítési munka tömörségre gyakorolt hatását, a 6.8/2. ábra a tömörség és a merevség összefüggését, a 6.8/3. ábra a rétegek lehűlési idejét mutatja dr. Pethő László kutatásai alapján. 6.8/1 – 3. ábrák Irodalom 1. Dr. Pallós - Útpályaszerkezetek (szerzői kézirat) 2. Dr. Pethő – Útépítés, útfenntartás – előadás BsC hallgatóknak 2008 – 2009. 3. ÚT 2-3.302:2010 Út-pályaszerkezeti aszfaltrétegek 4. ÚT 2–3.301- 1, -2, -5, -6:2010 Útépítési aszfaltkeverékek AC, BBTM. SMA, MA 5. Dr. Szakos - Útépítés, útfenntartás – előadás BsC hallgatóknak 2008 - 2010
7./ BETON ÚTBURKOLATOK
ÉPÍTÉSE
7.1./ A betonútépítés kezdetei Az ókori világ természetes hidraulikus kötőanyagai után, az 1700-as évek végi angliai próbálkozásokat követően 1824-ben épült az első "portlandcement" nevű kötőanyagot előállító
gyár. A világon az első betonutak az 1800-as évek utolsó harmadában épültek (1865 Inverness, 1872 Edinburgh, Skócia, 1876. Grenoble, Franciaország, 1888 Breslau, Németország, 1893. Bellefontaine, USA, Ohio – 1,5×1,5 m-es kétrétegű lapok). Az olasz koncessziós autópályák (1912), majd a német autópályák (1934- ) betonburkolattal épültek. 1925-ben a betonburkolatú utak hossza elérte a 25 000 km-t. /1- /3/,/7/. Magyarországon 1926-27-ben épült a 4. főút 10,1-19,5 km közti kísérleti szakasza, 1927-ben az 1. főút 47,0-50,0 km közti Tát - Nyergesújfalu szakasza, mely a II. világháborút is túlélte. Az 1938-39-ben épített 52. út Kecskemét - Solt közti, közvetlenül földműre helyezett 12 - 13 cm-es pályája az 1970-es évekig üzemelt. Az 1952-75 közti közúti programban épült a 7. főút Balatonkeresztúr – Nagykanizsa közti szakasza, a 21. főút Hatvan – Kisterenye közti szakasza, az M7 autópálya Budapest – Siófok közti szakasza. Ez utóbbi megépültével (1975) befejeződött az országos közutakon a XX. Századi betonút építés. /6/ Az európai betonút állományt a 7.1/1. táblázat szemlélteti. A hazai betonút állomány hossza 1979-2003 közt az 7.1/2. táblázat szerint alakult. 7.1/1-2. táblázatok
A magyar betonútépítés hazánkban 1930-tól működött igazán hazánkban, 1953-ig kb. 1200 km betonburkolat épült meg. Kezdetben az egyenletes feszültség érdekében szélvastagítással építették, a lemezvastagság 13 cm volt. A lemezt makadámalapra helyezték, de elterjedt volt a közvetlenül talajra helyezett pálya is. (7.1/1. ábra ) Az egykori M1 (ma 100. főút) 1958-61-ban 18 cm betonburkolattal zúzottkő ágyazaton épült, az M7 bal pálya kezdetben 20 (1962-64), majd 22 (1967-71), végül a jobb pálya 24 cm (1971-75) betonburkolattal, kezdetben itatott makadám, majd stabilizációra helyezett bitumenes kavics alappal. A betonlemez alá minden esetben bitumenes homok fektető réteg került (7.1/2. ábra) 7.1/1 - 2. ábrák Főútjaink alapja még sok helyen ma is az akkor épített betonburkolat (7, 8., 21. főút, stb…). Térburkolatok, parkolóhelyek, mezőgazdasági utak – és természetesen a nagy terhelésű repülőtéri pályák építésénél preferált technológia a beton. A legutóbbi meleg nyarak után az aszfaltburkolatokon tapasztalt újabb nyomvályúsodási hullám ismét a betonút építés, mint lehetőség fele fordította a szakmát. 1999-ben a 7538. jelű úton Lovászi térségében, 2003-ban a 44. főút Békéscsaba – Gyula közti szakaszán, 2004-ben a 4. főúton Abony térségében épült betonút. Vonatkozó műszaki és gazdasági tanulmányok a várható legnagyobb forgalmi terhelésű (K, R) autópályákra a betonburkolat alkalmazását ajánlották. 2004-től betonburkolattal épül az M0 autóút.
7.2./ A betonutakról általában A betonburkolat cement, adalékanyagok (zúzottkő, zúzalék, homok, homokos kavics) valamint víz keverékéből épül. A keverék előállítása kizárólag gépi keveréssel történik, kézzel, vagy gépi úton formasínek közé terítik, géppel tömörítik, nedvesen tartással utókezelik, a hőmozgás
áthidalására hézagokkal látják el. [3] A hajlékony és a merev pályaszerkezet teher alatti viselkedésének az összehasonlítását a korábban már bemutatott 4/4. ábra adja. A merev pályaszerkezetek – betonburkolatok és a félmerev/hajlékony – aszfaltburkolatú – pályaszerkezetek eltérő tulajdonságai más-más előnyöket, hátrányokat hordoznak: A beton útburkolat kedvező tulajdonságai: 1
A külföldi tapasztalatok szerint a betonburkolatok élettartama 30 – 40 év - szemben az aszfalt kopórétegek lényegesen alacsonyabb élettartamával. A teljes élettartam alatti költségek összehasonlításában - ilyen időtávon - a beton pályaszerkezet némileg olcsóbbnak adódik - lásd a 7.2/1-2. ábrát.
2
A betonból készített burkolatok merevek, a járműterhelésekből származó feszültségeket az alapréteg nagyobb felületére osztják szét, ezért gazdaságosan alkalmazhatók nagy tengelyterhelésű gépjárművek által használt pályaszakaszok esetében. Könnyű forgalmi terhelési osztályba tartozó útszakaszok burkolataként is gazdaságosak lehetnek, mert közvetlenül a talajra vagy a védőrétegre építhetők.
3
A betonburkolat maradó alakváltozása a hajlékony pályaszerkezetekhez viszonyítva csekély, abban nyomvályú nem alakul ki.
4
A bitumeneket károsító anyagok (pl. oldószerek, üzem- és kenőanyagok) a betont általában nem károsítják.
5
A betonburkolatok felületének érdességét, az érdesség mélységét - az alkalmazott korszerű beépítési technológiától függően - széles határok között lehet változtatni, illetve kivitelezéskor viszonylag egyszerű módszerrel kialakítani.
6
A betonburkolatok forgalom okozta zajossága jelentős mértékben csökkenthető az újabban kidolgozott felületképzési technológiák (pl. "mosott" burkolatfelület) alkalmazásával.
7
A betonburkolat világosabb színe, különösen a kritikus látási viszonyok közötti időszakban (esőben, sötétben) előnyt jelent . 7.2/1-2. ábrák
A beton útburkolatok hátrányai az aszfaltburkolatokkal szemben a következők: 1
A betonburkolat hézagai a burkolat kritikus helyei, a tönkremeneteli folyamat legtöbbször itt kezdődik, ezért a hézagok rendszeres karbantartást igényelnek.
2
A hézagok az utazáskényelmet bizonyos mértékben rontják. Ha a kereszthézagaikat teherátadásra nem vasalják, akkor a forgalom hatására lépcsők alakulhatnak ki. Ezek
utólagos megszüntetése az útüzemeltetők számára igen költséges fenntartási feladatot jelent. 3
A téli olvasztósózás az aszfaltburkolatokat alig veszélyezteti, a beton ezzel szemben csak akkor áll ellen a sózás hatásának, ha megfelelő légpórusképző adalékszert alkalmazva, kellő buborékelosztású és jó minőségű betont készítenek, vagy a felületet impregnálják.
4
A betonburkolatok javítása nehezebb, költségesebb, mint az aszfaltoké. Az elöregedett vagy tönkrement burkolat felújítására ugyan ritkábban van szükség, de ez lényegesen nagyobb költségű beavatkozást, a forgalmat lényegesen nagyobb ideig elzáró munkát kíván.
5
A betonburkolatban a nagy nyári meleg hatására jelentős nyomófeszültségek alakulnak ki. Esetenként előfordul, hogy az excentrikus nyomóerők hatására a betontáblák egyes hézagoknál megemelkednek, a táblák "kivetődnek", ( ez a veszély a 160 mm-esnél kisebb lemezvastagság esetében áll fenn).
Az igénybevételek szempontjából a betonburkolatú utak műszakilag előnyös alkalmazási területei az alábbiak: 1
gyorsforgalmi utak - autópályák, autóutak,
2
nehézjárművek, járműszerelvények által igénybe vett utak (ezek lehetnek gyors, lassú vagy álló járművekkel használt utak, parkoló területek), ipartelepi utak és ipartelepek belső útjai, kikötői utak, erdő- és mezőgazdasági utak, térburkolatok,
3
belterületi utak, városi és vidéki települések belső útjai, körforgalmi csomópontok, külterületi mellékutak vagy összekötő utak, kerékpárutak,
4
egyéb közlekedési területek, repülőtéri burkolatok, autóbuszok közlekedő sávjai, megállóhelyei, vagy pedig autóbusz pályaudvarok, nagy forgalmú buszmegállók, üzemanyagtöltő-állomások burkolt felületei.
7.3./ Tervezés, méretezés Burkolat méretezés A hézagolt betonutak tervezési élettartama autópályák esetén 40 -, egyéb utaknál 30 év. Nagyforgalmú (D-R) utaknál CP 4/3,5-, egyébként CP 3,5/2,7 minőségű betont használnak. A betonburkolat vastagsága típus-pályaszerkezetként a forgalmi terhelés függvényében 15 – 26 cm. A betonburkolat szükséges vastagságának megállapítására az ÚT 2-3.211 számú "Betonburkolatú útpályaszerkezetek méretezése" tárgyú Útügyi Műszaki Előírás 2. táblázata vehető alapul, amely pl. a "K" forgalmi osztályban 26 cm-es burkolatvastagságot ír elő, CP 4/3
jelű beton esetén, az alapréteg típusától függetlenül. Példaként lásd a hidraulikus kötőanyagú alapokkal kialakított típus- pályaszerkezeteket a 7.3/1. táblázatban. 7.3/1. táblázat Különleges esetben, nem szokványos terhelések esetén egyedi tervezésre van szükség, az alkalmazott eljárások Westergaard rugalmas ágyazású lemez elmélete (7.3/1. ábra) -, Eisenman vetemedési feszültségre vonatkozó eljárása -, Vesic - Saxena eljárása a megengedett teherismétlés figyelembe vételére. 7.3/1. ábra A hivatkozott ÚT szerinti alapréteg variánsok: CKt-4 15-25 cm-, C12/15 15-20 cm – D-R terhelési osztályban kiegészítő aszfaltréteggel; A,B terhelési osztályban FZKA+aszfalt, homokos kavics. Védőrétegként előírásos a 10 cm szivárgóréteg. A földmű tervezési teherbírása – E2 = 50-80 MN/mm2 (A-R), előírt tömörsége a felső 100 cm alsó 50 cm-ében Trγ≥88%, a felső 50 cm-ben Trγ≥95%.
7.4./ Betonutak építése Hézagolt beton pályaburkolatok építésének követelményei A betonutak burkolat alapjának a pályalemezzel azonos esésűnek, egyenletes vastagságúnak kell lennie. A beépítő gépek mozgását az alapréteg szélesítésével, illetve teherbíró járóréteggel kell biztosítani. (N.b. – hidak ellenőrzése a géplánc áthaladására!) Hidraulikus kötőanyagú alaprétegre elválasztó réteget kell építeni. A pályaburkolatot hossz- és kereszthézagokkal táblákra kell osztani. A kialakításnál a finisheres építés miatt követelmény a változatlan szélesség, oldalesés, ferdegerincű átvezetés nem lehetséges.
Útpályaburkolati betonkeverék megfelelőségi vizsgálatai 1
alapanyagok
2
betonösszetétel
- friss beton - levegőtartalom (szemnagyság [8 – 32] – 6,0-4,5 %) - konzisztencia - testsűrűség - szilárd beton - hajlító-húzó (150x150 -, h= 600 mm) -,
- nyomó (D 150 -, h= 300 mm) -, - hasító (150x150x150 mm) szilárdság, - távolsági tényező, - próbaszakasz építés – bedolgozhatóság, - géplánc alkalmassága, - acélbetétek elhelyezése. A pályaburkolati betonok szilárdsági követelményeit a 7.4/1. táblázat, tervezési követelményeit a 7.4/2. táblázat foglalja össze. 7.4/1 – 2. táblázat
Alapanyag követelmények: A cementadagolás mennyiségét nagy terhelésű szerkezeteknél 350-370 kg/m3 kell beállítani. A cement típus portland (CEM I 42,5...32,5 -, kohósalak (CEM II/A S42,5...32,5) -, trasz (CEM II/A P) -, pernyeportland-cement (CEM II/A-V) lehet. A túl rövid kötésidő megelőzésére a trikalcium-aluminát tartalom korlátozott, a fajlagos felület 3300 cm2/g alatti, a kötésidő 20 0Con 2 órát -, 30 0C-on 3 órát meghaladó legyen. Az ásványi adalékanyag - új és/vagy bontott beton - szemnagysága Dmax= 8-32 mm. Szemeloszlási határgörbeként a homokos kavics szabványban szereplő szemeloszlási görbéi vehetők alapul. Az agyag-, iszaptartalom < 3%. A kőzetfizikai követelmény A - C1 (a korábbi kőszabvány szerint), NZ-KZ. A víz ivóvíz minőségű legyen, a Cl, S, C tartalom veszélyes. Adalékszerként légpórusképzőt (légpórus tartalom > 4%), képlékenyítőt/folyósítót alkalmaznak, kiegészítő szerként inert kőzetlisztet, aktív puccolánt, szilikaport, granulált kohósalakot, pernyét, trasszt adagolhatnak - külön terv szerint. Felületkezelésre párazáró bevonatokat, kötéskésleltetőt alkalmaznak. A keveréktervezés a választott szilárdság biztosítását célozza a max szemcseméret, a szemmegoszlás, a finomsági modulus, a cementtel együtt elfogadott 0,25 mm alatti rész, a min cementtartalom, a konzisztencia, a légpórus tartalom, a távolsági tényező, a tömöríthetőség (képlékenyítő/folyósító:légpórus) előirányzásával. A tervezett keverék jelölése pl.: CP 4/2,7-32/F2 = beton betűjele, 28 napos hajlító-húzó/hasítóhúzó szilárdság - legnagyobb szemnagyság/terülési osztály; vagy /S1 - roskadási osztály. A keverék típusvizsgálata az alapanyagok, a frissbeton és a megszilárdult beton tulajdonságainak vizsgálatán alapszik. A betonburkolatok építése a keverékgyártás - a szállítás - a beépítés komplexuma.
A típusvizsgálat alapján készül a gyártástechnológiai utasítás, mely meghatározza: - a keverőtelepi gép gyártmányát, rendszerét (gravitációs/kényszer, szakaszos/folyamatos, mobil/stabil), teljesítményét; az adagoló bunkerek számát, teljesítményét; a homokfrakció víztartalma mérésének elvét, módszerét; a cement-, szilikapor-, adalékszer-, víz- és az alkotókat összemérő rendszer adagolás rendszerét, pontosságát, teljesítményét, - a keverék összetevői termékjelét, származását; az összetételt tömör 1 m3-re és egy adagra; a keverési ciklusidőt és a tiszta keverési időt; a konzisztenciát és vizsgálatát; a légtartalmat; a vizsgálatokat végző akkreditált labort. A beton pályaburkolati betonok gyártása szakaszos adagolású automatizált kényszerkeverőben történhet (7.4/1-2. ábrák), követelmény a 6 db adalékanyag (5 zúzott, 1 mosott) -, 2 db cement-, 4 db adalékszer-, külön szilikapor adagoló, a homok víztartalom szondás mérése, a tömegmérés 3% pontossággal. A keverék egyenletességét vizsgálatokkal kell bizonyítani. 7.4/1-2. ábrák A szállítás magába foglalja a járműbe ürítés, a tényleges szállítás és a gépláncba juttatás logisztikai idejét, melynek ideje nem haladhatja meg a beton hőmérséklettől és konzisztenciától függő eltarthatósági idejét. A beépítés gépi úton, formasínek közé, vagy csúszózsalus rendszerben, egy, vagy két rétegben történik. A géplánc betonkeverék behordóból, finisherből, felületképző és utókezelő gépből áll. (7.4/3. ábra). A folytonosan vasalt pálya esetén külön megoldandó a vasszerelés, a betonbehordás csak oldalról történhet. A korszerű beépítő gépek a terítést és tömörítést követően automatikusan építik be a kereszthézag vasalást is. A felületképzés különböző textúrát kialakító anyagokkal - juta, műszaki textília, műfű, gumilemez, acélseprű... - történő lehúzással, illetve a kétrétegű, mosott felület esetén külön, későbbi munkamenetben a habarcs felületről való lemosásával történik. Az utókezelés párazáró bevonat felhordását jelenti. Követelmény a 0,46 SCRIM / 80km/ó érték biztosítása, egyes országokban 0,39 érték alatt újraérdesítést követelnek meg (lásd még 8.10. alfejezet). 7.4/3 ábra A hézagolt pálya építésének befejező művelete a hézagképzés, mely a hézagok fűrészelését, majd lezárását jelenti. A szükséges eszközök a hézagvágó, -tisztító és a kitöltést végző berendezések. A szükséges ütemű munkavégzéshez ezek teljesítményükhöz mért kellő számú biztosítása szükséges. A betonburkolatokban támadó termikus feszültségek, a forgalom keltette húzófeszültségek kezelésének eszköze a hézagképzés, a helyes táblaméretek kialakítása. A kötés során a hidratációs hő hatására kezdetben nyomó, majd a hőmérséklet csökkenésével, illetve a víztartalom vesztésével húzófeszültségek lépnek fel, melyek kialakulásában szerepet játszik az aljzat és a lemez közti súrlódó erő is. A megszilárdult betonban a hőmérsékletváltozás során a
lemez alsó és felsőrésze közt kialakuló hőmérsékleti gradiens, illetve nedvesség gradiens kelt nyomó/húzó feszültségeket. A gördülő teherből eredő hajlító feszültség mértéke a lemezméreteken túl az aljzat nyújtotta ágyazási tényezőtől is függ. A fentiek szemléltetésére szolgál a 7.4/4. ábrán bemutatott kötés alatti feszültségek alakulása. 7.4/4. ábra A betonút építés egyik legfontosabb kérdése a megfelelő hézagképzés, amit a beépítés után, a megszilárdulás első fázisában - ~ 1 napos korban - szükséges elkészíteni, mert ellenkező esetben a kötési idő alatti zsugorodások vadrepedéseket hoznak létre. A táblák hosszmérete 300 mm vastagságig a vastagság*25, de legfeljebb 7,5 m, keresztmérete a hossz/1,5, de legfeljebb 5,0 m. A négyzetalakot közelítő hossz a legkedvezőbb. Hidakon a max. hossz 5 m, a max. szélesség 4,5 m. A 7.4/5. ábra a lemezvastagság és a táblahossz közti összefüggést mutatja az ágyazási tényező függvényében. 7.4/5. ábra A táblák kialakítása a folyópálya fentiek szerinti általános szabályokhoz képest - eltérő körülmények közt - további, eseti meggondolásokat igényel. Erre adnak példát a 7.4/6 - 8. ábrák. 7.4/6 - 8. ábrák A "végtelen" lemez táblákra osztása hézagokkal történik. A táblákra osztott betonburkolatok hézagfajtái: - vakhézag – átrepedés irányítására kialakított gyengítés a vastagság – keresztirányban 25-35%-a, hosszirányban 33-45%-a mértékéig. Az elmozdulás-mentességet mindkét irányban teherátadó vasalás biztosítja. - terjeszkedési hézag – alapozott szerkezetekhez csatlakozásnál, R>400 m ívekben a nyomófeszültség csökkentését szolgáló, teljes keresztmetszetű hézagbetéttel kialakított csatlakozás, a vízszintes mozgást lehetővé tevő vasalással, esetenként párnabeton alátámasztással. - szoros hézag – a korábban épített szerkezethez való csatlakozás elválasztó bevonattal, teherátadó vasalással. Az egyes hézagtípusokról a 7.4/9 - 10. ábrák adnak képet. 7.4/9 - 10. ábrák A hézagaiban vasalt betonburkolat hézagvasalása: keresztirányú vakhézagokba (7.4/9-B. ábra) teherátadó -, terjeszkedési hézagokba (7.4/9-C. ábra)
teherátadó (csúszó) h=500 mm d=25 mm sima felületű acélbetétek a keresztmetszet felében, a betonsáv hosszával és felületével párhuzamosan, 300 mm kiosztással, vagy keréknyomhoz igazodva 250 – 500 mm kiosztással (7.4/11. ábra). 7.4/11. ábra A – B terhelési osztályban keresztirányú vakhézagok, terjeszkedési hézagok alatt párnabeton alátámasztás acélbetét nélkül(7.4/12. ábra), 7.4/12. ábra Hossz - vak- és a szoros hézagok vasalása a keresztmetszet alsó harmadában-felében, a hosszhézagra merőlegesen, felszínnel párhuzamosan d=16 mm, h=800 mm bordás összekötő (horgonyzó) betétek (7.4/10-E ábra) 750 mm kiosztással, szoros hosszhézag vasalással (7.4/10F-H) esetenként vasalás nélkül, hullám, vagy trapéz profillal (7.4/10-F). A hézagokat a víz behatolásának, szennyeződés bejutásának a megakadályozására kiöntéssel, vagy profilgumi zárással kell ellátni. (7.4/13 - 15. ábra) 7.4/13 - 15. ábrák
A hézagaiban vasalt betonburkolatokat erősítő vasalással készítik: hidakon, - előtte-utána átmeneti szakaszokon, különösen nagy terhelésű szakaszokon, előírástól eltérő méretű-, kedvezőtlen alakú tábláknál. Kialakítása: acélbetét takarás felülről 700 mm, kétsoros kialakításnál alulról 300 mm, mennyiség 0,03 h kg/m2, osztás max. 150 mm – hézagok vonala előtt 60 mm-ig, hidakon egyrétegű háló.
Hézagaiban vasalt, kétrétegű, mosott felületképzésű merev útpályaszerkezetek építése Az előzők szerinti hézagaiban vasalt betonburkolatok speciális kialakítású, kisebb zajszintű változata a kétrétegű, mosott felületképzésű betonburkolat. A technológia alkalmazása E – R forgalmi terhelési kategóriában indokolt. Előnye a csendesebb, ugyanakkor érdesebb felület. A pályaszerkezet vastagsági méretezése, kivitelezése az előzőkkel azonos azon eltéréssel, hogy a beton pályalemez „frissre friss” eljárással két rétegben készül, a felső réteg CP 4,5/3,5 minőségű beton. A felső betonréteg a párazárást megelőzően kötéslassítóval is lepermetezésre kerül, majd az alsóbb rétegek szilárdulása után a felületből a meg nem szilárdult habarcsot kimossák/kiseprik. Az általánostól eltérő külön követelmények: a felső betonréteg vastagsága Dmax = 11 mm esetén min. 50 mm, Dmax = 8 mm esetén min. 40 mm; 4/8, 8/11 frakció azonos bánya azonos falából
származzon, a kőzetfizikai tulajdonságokkal szemben fokozott követelmények (lásd 7.4/3. táblázat), a felső réteg betonkeveréke – CP 4,5/3,5 (lásd 7.4/4. táblázat); a kész burkolat homokmélysége D max = 11 mm esetén h = 1,0 – 1,3 mm, a Dmax = 8 mm h = 0,8 – 1,0 mm -, a légbuborékok távolsági tényezője 0,19 mm legyen, a kiálló zúzalékszemek száma – a vizsgált (25 cm2) felületen min. 60 db. 7.4/3 – 4. táblázatok
A minőségellenőrzés lépései: A próbakeverés minősített, elfogadott keverőtelepen, a keverőgép működésének, az elfogadott típusvizsgálat alapján készített gyártástechnológia szerint gyártott keverék minőségének az ellenőrzését szolgálja. Ennek kapcsán megtörténik az adalékanyagok szemmegoszlásának, finomsági modulusának, méreten aluli, -felüli szemcsemennyiségének, szemalakjának, agyag-, iszaptartalmának, víztartalmának a meghatározása; a cement kötése kezdeti és végső időpontjának megállapítása, az adalékszerek megfelelőségi bizonyítványának ellenőrzése. A frissbeton vizsgálata a keverék hőmérsékletének, légtartalmának, konzisztenciájának,legnagyobb száraz térfogatsűrűségének és víztartalmának megállapítását foglalja magába. A megszilárdult beton vizsgálata kapcsán a próbatestek szilárdságvizsgálatait - közte a 7.4/16-17. ábra szerinti hajlító-, hasító vizsgálatokat - végzik el. 7.4/16-17. ábrák A kiegészítő anyagok vizsgálatai közt a betonacél húzószilárdságának, méretének, bevonatvastagságának az ellenőrzését; az adalékszerek -, hézagzáró (kiöntő, profilkitöltő) anyagok engedélyben előírt paramétereinek vizsgálatát, a párazáró anyagok párazáró (vízvisszatartási %) képességének, felhordási mennyiségének ellenőrzését említjük. A próbaszakasz építése a keverőtelep, a keverékgyártás, a szállítás, a beépítés, a felületképzés, az utókezelés, a hézagképzés megfelelőségének és összhangjának ellenőrzését szolgálja. Kiemelt jelentőségűek a folyamatosság, a betonkonzisztencia állandóságának az ellen őrzése, valamint további - az épített burkolt specifikuma szerinti (pl. hídon átvezetés, erősítő vasalás...) vizsgálatok. Az üzemszerű beépítés minőségellenőrzését szolgálják a keverési- és a beépítési naplók.
Beton útburkolatok minősítése Az elkészült pálya minősítése a Mintavételi, Vizsgálati és Minősítési Terv alapján a vállalkozó által összeállított Minősítési Dokumentáció alapján történik. Ehhez csatolandók a szállítólevelek, a keverési- és a beépítési naplók, az anyagok/termékek gyártóművi nyilatkozatai. (lásd az 1.4. alatt a műszaki szabályozásról előadottakat).
Az elkészült pálya minősítéséhez dokumentálandó - a frissbeton konzisztenciája, levegőtartalma, szemmegoszlása, testsűrűsége, víz-cement tényezője, - a megszilárdult pályabeton kocka (150*150*150), henger (D 150*150), gerenda (150*150*600) és fúrt mintái szilárdsági mutatói, tömörsége, a légbuborékok távolsági tényezője, - a burkolat vastagsági -, pályaszint -, szélességi adatai; burkolatfelületi osztálya, az oldalesés (+/- 0,2-0,4%) -, egyenetlenség (12,5-14 mm/100m), a csatlakozási szinteltérés függvényében, - a repedésmennyiség értékek: nem lehet repedés max. a táblák 2%-án (1 mm széles 0,8 m hosszú), az érdesség.
Beton útburkolatok használatba vétele A betonburkolatot 28 napos kor után, minősítést követően lehet forgalomba helyezni. A téli sikosságmentesítés klorid tartalmú sóval 6 hónapos korig tilos, illetve csak felületi impregnálás után megengedett. A fenntartási munkákról részletesen a 8. fejezetben szólunk.
7.5./ Folytonosan vasalt betonburkolatok; kompozit pályaszerkezet A folytonosan vasalt betonburkolatok olyan portlandcement betonburkolatként határozhatóak meg, amely folytonosan elhelyezett hosszirányú acélbetétek alkalmazásával, rendszerint keresztirányú terjeszkedési hézagok nélkül épülnek. Jellemzőjük, hogy a pályán a repedések véletlenszerűen alakulnak ki, megnyílásukat azonban az elhelyezett acélbetétek erősen korlátozzák. Így a repedés két oldalán az adalékanyag-szemcsék fésűs összekapcsolódása következtében a vízbehatolás sem fenyeget. A repedések számának időbeli növekedése a burkolattípusnak természetes jelensége. Az első hosszabb (400 m-es) folytonosan vasalt betonburkolat 1938-ban készült az USA Indiana államában. Az első belga kísérleti szakasz 1950-ben épült. 1990-re több mint 500 km-nyi belga autópálya burkolatát készítették ezzel a technológiával. Az Egyesült Államokban 1980-ra 23 000 km-nyi úton került alkalmazásra. Franciaországban és Japánban a 80-as évek óta épülnek ilyen burkolatok nagyobb mennyiségben. Az első kísérleti szakaszoktól eltekintve, szinte minden említett országban a különösen nagy forgalmú utakon, rendszerint autópályákon és repülőtereken választották ezt a viszonylag nagy építési költségű, de kis fenntartási igényű, hosszú üzemi élettartam lehetőségét kínáló
burkolattípust. A belga betonburkolat-tervezési irányelvek 40 éves tervezési élettartamot javasolt felvenni minden - így a folytonosan vasalt - betonburkolat-típusra. Ennek eléréséhez a betonburkolat rétegvastagságát, az acélbetétek - betonkeresztmetszethez viszonyított - százalék arányát, az alapréteg típusát és vastagságát valamint a földmű E-modulusát tervezik meg, a tervezési időszak alatt várható nehéz járművek számának függvényében. A rendkívüli forgalmi terheléseknél, illetve a hézagokkal kapcsolatos problémák kiküszöbölésére folytonos vasalással készített betonburkolatok folytonos hosszvasalása a keresztmetszet felében d=16 mm periodikus B.60.50 minőségű acélból 40xd hosszon átlapolással 60°–al eltolva készül, a keresztvasalás d=12 mm periodikus 700 mm. A hossz- és keresztbetéteket egymáshoz rögzítik. A betonacél mennyiség a keresztmetszet 0,5-1%-át teszi ki. Külön betonozott sávok közt d=22 mm periodikus 1200 mm hosszú összekötő betétek 750 mm kiosztással kerülnek elhelyezésre. Vasalási tervre mutat holland példát a 7.5/1. ábra (7). 7.5/1. ábra A képződő repedések biztonságos lezárása, illetve aszfaltburkolatú útfelület előállítása érdekében fejlesztették ki az ún. kompozit burkolatokat, amelyek a folytonosan vasalt betonburkolatra SAMI réteg közbeiktatásával épített zúzalékos masztixaszfalt (SMA 11 mF) burkolatú pályaszerkezetek. Irodalom 1.
Dr. Pallós Imre: Útpályaszerkezetek (előadási kézirat) XI. fejezet.
2.
Almássy Kornél – Dr. Fi István – Dr. Lovas Antal: Autóbuszmegállók kísérleti pályaszerkezetének kialakítása, Kutatási Jelentés a BKV számára, 2005.
3.
Dr. Vásárhelyi Boldizsár: Útépítéstan 1951.
4.
ÚT 2-3.201 Beton pályaburkolatok építése
5.
ÚT 2-3.211 Betonburkolatú és kompozitburkolatú útpályaszerkezetek méretezése
6.
ÚT 2-2.109 Betonburkolatok hézagainak, repedéseinek a kitöltése
7.
Dr. Keleti Imre szerk. Betonburkolatok, Magyar Betonburkolat Egyesület, 2012.
8.
Dr. Szakos Pál: Útfenntartás (előadások szakmérnök hallgatóknak)
8./ ÚTPÁLYASZERKEZETEK FENNTARTÁSA – LEHETSÉGES
FENNTARTÁSI
TECHNOLÓGIÁK
Az útfenntartás feladatköre – ezen belül az útpályaszerkezet fenntartás feladatköre is – az állagvédelem, a használati érték – a biztonság, a teljesítőképesség, a komfort – megőrzése, valamint a környezeti feltételek javítása. A munkák kiterjedése, tervezhetősége függvényében a korábbi 2/3. ábrán bemutatottak szerint megkülönböztetünk karbantartást, helyreállítást, felújítást. Az egyes kategóriák egyben determinálják a beavatkozás gyakoriságát, használati érték szempontjából való hasznosságát. Megkülönböztetésük, a megnevezések helyes használata ezért elengedhetetlen. Ezek szerint a karbantartás az azonnal, illetve folyamatosan végrehajtandó – így helyszín szempontjából nem tervezhető, kisebb terjedelmű („foltszerű”), a forgalombiztonságot -, állagvédelmet szolgáló, a használati értéket nem növelő munkák összessége. A helyreállítás rövidebb időközönként visszatérő, előre tervezhető, nagyobb felületre kiterjedő munkák összessége (forgalmi sáv, réteg…), amelyek az aktuális használhatóságot részben javítják. A felújítás nagyobb időtávban ismétlődő, kiterjedt (több sáv, réteg…), az aktuális igényeknek megfelelő, új építési állapotot létrehozó – így a használati értéket növelő munkák összessége. A magyar előírásokban jól elkülöníthetők ezek a beavatkozási kategóriák, bár az itt ismertetett elnevezések nem jelennek meg, ezért azokra a témák tárgyalása során utalni fogunk. A pályaszerkezetek felépítésének különbözőségéből eredő eltérő tulajdonságok következtében az egyes fenntartási beavatkozások kategóriákba sorolása pályaszerkezetenként (aszfalt/beton) differenciált, ezért külön-külön tárgyalandó.
8.1/ A pályaszerkezetek és igénybevételeik Útpálya-szerkezeti típusok és azok fenntartási jellegzetességei Az útpályaszerkezet a közúti közlekedés és a környezet igénybevételeinek viselésére célszerűen kialakított talajra - földmű – helyezett építmény, mely rendszerint több rétegből felépített szerkezet – felépítmény -, melynek felső rétege (1) - burkolat - a forgalom számára biztonságos, gazdaságos és kényelmes közlekedést (elindulást, gördülést, megállást), egyben az alattuk elhelyezkedő rétegekkel – alapréteg(ek) – a jármű kerekei által átadott terhelések okozta feszültségek/alakváltozások földmű által tartósan elviselni képes mértékre történő csökkenését biztosítja /2/. A pályaszerkezeteket a forgalmi körülmények és a környezeti feltételek, valamint a számításba vett földmű- és pályaszerkezeti anyagok tulajdonságai ismeretében méretezik/tervezik. A méretezésnél számításba jövő tényezőket foglalja össze a 8.1/1. ábra.
8.1/1. ábra A pályaszerkezeti rétegek anyagi tulajdonságai függvényében, alapvetően a kerékteher földműre történő átadása (teherelosztás)-, valamint a pályaszerkezet függőleges irányú elmozdulásának mértéke szerint megkülönböztetnek merev- és hajlékony pályaszerkezeteket. Utóbbi kategórián belül beszélnek félig merev-, félig hajlékony és hajlékony pályaszerkezetről is. A hajlékony pályaszerkezet kötőanyag nélküli, vagy kötőanyagos alapokra helyezett, bitumenes kötőanyagú burkolat. A merev pályaszerkezet kötőanyag nélküli, vagy hidraulikus kötőanyagú alaprétegre helyezett, méretezett vastagságú, jelentős szilárdságú (hajlító-húzó 3-4 N/mm2-, hasító-húzó 2-2,7 N/mm2) – ezért relatíve nagyobb hőtágulású – betonlemez. A két pályaszerkezet-típus teher- és feszültségeloszlása általánosságban a már bemutatott 4/4. ábrán látható. A napjainkban alkalmazott lehetséges hajlékony pályaszerkezetek csoportját, az egyes rétegek elnevezéseit a már ismert 5.1/1. ábra /2/, az egyes altípusok jellemző felépítését, behajlási értékeit a 8.1/2 ábra mutatja, . A hajlékony pályaszerkezet felépítése és működése a 8.1/3. ábrán tanulmányozható /2/. A merev pályaszerkezet viselkedését a 8.1/4. ábrán mutatjuk be. 8.1/2-4. ábrák A pályaszerkezetek méretezése – mind új pályaszerkezetek, mind a meglevők megerősítése (ráépítés) esetén a már említett igénybevételek és környezeti körülmények hatásai (feszültségek/megnyúlások) ismeretében, az alkalmazni szándékozott pályaszerkezeti rétegek mechanikai tulajdonságai (rugalmassági modulus, Poisson tényező…), viselkedése figyelembe vételével empírikus módon, vagy mechanikai modellek alapján, matematikai módszerekkel történik. Az egyes modelleket, vagy számított megoldások működését jelentősen befolyásolja a rétegek együttdolgozásának mértéke. Amint a földművekről szóló 4. fejezet bevezetésében is utaltunk rá, a pályaszerkezet tervezés bemenő adatai: az élettartam, a forgalmi körülmények, a kerék/tengelysúly, a teherismétlés, a tehereloszlás (igénybe vehető sávszám), a kifejthető sebesség a környezeti feltételek (talaj, éghajlat), a pályaszerkezet típusa (teherátadás). További tervezési szempontok a forgalombiztonsági -, szolgáltatási színvonalbeli követelmények, a rendelkezésre álló anyagok, technológiák és ezek környezeti hatásai. A tervezés eredménye a pályaszerkezet felépítése (rétegek), - méretei. A méretezés mechanikai modelljének összetevőit a 8.1/5. ábra foglalja össze. A gördülő kerék alatti teherelosztást, valamint a húzó- és nyomó igénybevételek fellépését mutatja a 8.1/5. ábra. A gördülő kerék alatti teherelosztást, valamint a húzó- és nyomó igénybevételek fellépését mutatja a 8.1/6. ábra. 8.1/5 - 6. ábrák
A feszültség- és nyúlás/összenyomódás változásokat – különös tekintettel az ejtősúlyos behajlásméréssel mért, a rétegek együttdolgozásának hatását bemutató helyzetre - Karoliny Márton közlésében a 8.1/7 - 8. ábrák, a burkolati réteg felső és alsó szála megnyúlására gyakorolt ellentétes hatást a 8.1/9. ábra szemléltetik. 8.1/7 - 9. ábrák
8.2/ Az útpálya-szerkezetek tönkremeneteli jelenségei Az utak tervezésekor számolni kell: 1
az út forgalmi és környezeti igénybevételekből eredő elhasználódásával,
2
az élettartam alatti gazdaságos karbantartás-, helyreállítás biztosításával,
3
a műszaki-gazdasági szempontból optimális időben történő felújítással.
A forgalmi igénybevétel a teheráthaladás ismétlődéseiből eredő húzó/hajlító igénybevételek okozta fáradási repedések megjelenését okozza. Ez merev pályaszerkezetek esetén a beton pályalemez sarkainak letöredezésében, a betontáblák elmozdulásában, a pályalemez hossz-, illetve keresztirányú törésében nyilvánul meg. Az aszfaltburkolatokon (hajlékony pályaszerkezet) hossz-, keresztirányú-, elágazó-, végül hálós fáradási repedések jelennek meg, a burkolaton kátyúk keletkeznek, melyek kiterjedésével a pálya használhatatlanná válik (makadámok esetében a pálya „felborul” fogalmazást használjuk). További repedési jelenségek az alakváltozásukban gátolt aszfalt rétegekben a téli lehűlés hatására fellépő feszültség okozta termikus repedések, valamint a hidraulikus rétegekben a hőmozgás okozta, a használati idő előrehaladtával sűrűsödő keresztirányú ún. dilatációs repedések. Hajlékony pályaszerkezetek aszfalt burkolatán tartós nyári meleg időszakokban a nehéztengely áthaladások – különösen lassú haladás és azonos nyomra koncentrálódó igénybevétel esetén maradó alakváltozásként deformációk – kerék-nyomvályúk alakulnak ki. A bitumenes kötőanyag rugalmas és tapadási tulajdonságainak romlásával építési hibák esetén korai felületi tönkremeneteli jelenségek, az idő múlásával az időjárási hatások következtében fellépő ún. öregedési jelenségek hámlásokban, kipergésekben jelentkeznek. /1/ A fent leírtak rámutatnak a pályaszerkezet, a környezet, a fenntartás és az igénybevételek összefüggéseire, amint azt a korábbi 2/4. ábrával is jeleztük. A mérsékelt égövi szélsőséges időjárási hatások sajátos problémái a téli, tavaszi fokozott burkolatkárok. Ezek jellemző oka a kis teherbírású pályaszerkezet alatt megfagyott földmű felolvadásának hatására keletkező olvadási kár: a nem megfelelően víztelenített talaj teherbírása erősen lecsökken, az így elégtelenül alátámasztott, egyébként is gyenge pályaszerkezet a nehéz
forgalom hatására deformálódik, összetöredezik. (8.2/1. ábra) Meghatározott talajösszetétel esetén, fagykár elleni védekezés hiányában, tartós téli hidegben a pályaszerkezet alatt meghatározott talajban és körülmények közt ún. fagylencsék keletkeznek, ezek megemelik a pályaszerkezetet – fagykár-; amely az olvadási időszakban nehéz forgalom hatására tönkremegy.( 8.2/2. ábra) 8.2/1-2. ábrák A kiterjedt tavaszi burkolatkárok az előző évi repedéskiöntésekkel, felületi bevonatokkal, a vízelvezető rendszerek karba helyezésével mérsékelhetők, illetve az olvadási időszak előtt kellő időben bevezetett nehézforgalom-korlátozással megelőzhetők. A hibák elhárítása a 2.1. alatt ismertetett fogalmak szerinti karbantartási-, helyreállítási-, a hibák tömeges, sűrűn ismétlődő előfordulása esetén felújítási beavatkozást igényel.
8.3/ A rendszeres fenntartástervezés Az előző alfejezetben ismertetett, a 3.4. alatti állapotmutatókkal leírható tönkremeneteli jelenségek – úthibák – a 2.4. szerint úthasználói többletköltségeket, a szükséges fenntartási beavatkozások útkezelői kiadásokat okoznak. A beavatkozások foganatosításának van egy ugyancsak kifejtett (2.4.) alsó és felső határa, költségminimum elvén alapuló gazdasági programozási lehetősége, de a műszaki megközelítésű, azaz rendszeres fenntartás tervezés – tervszerű megelőző karbantartás (TMK) – is fontos eszköz a szakemberek kezében. Az egyes szempontok érvényesítése szerint megkülönböztetnek alapvetően műszaki -, műszakigazdasági és kifejezetten gazdasági szempontok szerinti fenntartás tervezést. A rendszeres – azaz sok évre előre terjedő - fenntartás tervezés során számolni kell az egyes technológiák lehetséges egymásra épülésével, azok elvárható ciklusidejével, a különböző kárjelenségekre gyakorolt hatásával. Ezekre adnak példát a korábban tárgyalt 3.5/4 -5. ábrák Lehetséges tervezési koncepció a teljes élettartam alatti fokozatos kiépítés is. A helyreállítási/felújítási beavatkozások két alapvető változata a ráépítés, illetve a csere - az újrafelhasználás. A korlátozott források ésszerű felhasználása a döntések előkészítésben a 2. alatt kifejtetteknek megfelelően szükségessé teszi gazdaságossági mutatók széleskörű használatát (lásd korábbi 2/6, ábrát is). Más esetekben a szolgáltatáshoz fűződő alkotmányos jog alapján kell hozzárendelni a minimális feltételek biztosítását. A korábbi 2/5. ábra a 2010-ben PMS alapon készített nemzeti Útfelújítási Program - mint többéves , rendszeres program - a főutaknál 15 -, a mellékutaknál 12 éves visszatérési idővel (használhatósággal) számol. A 8.3/1-3. ábrák ugyancsak a forgalomnagyság függvényében tesznek javaslatot egyes állapotjellemzők és az alkalmazott technológiák lehetséges csoportosítására. Az útállapot függvényében mindegyik megközelítés egyaránt számol ráépítéssel
és burkolatcserével. 8.3/1-3. ábrák
A fent említetteken túl – a szükséges forrás oldaláról – említhetők olyan kézenfekvő szempontok, minthogy - a műszaki állapot fenntartásának, netán kívánatos javításának a forrásnagysága előirányozható lenne a vagyon meghatározott százalékában – amortizáció -, illetve hogy - az aszfalt pályaszerkezet évenkénti elhasználódása egy jól meghatározható aszfalt mennyiség beépítésével ellensúlyozható – lásd az országok közötti olyan összehasonlítási mutatót, mint az egy lakosra jutó évi beépített aszfaltmennyiség. Amint azt 2.4. alatt már bemutattuk, a tervezés során megkülönböztetnek hálózati-, program- és projekt szintet /2.- /4//, amit a 8.3/4-6. ábra is szemléltet. 8.3/4-6. ábrák
Néhány gyakorlati – adott esetben egymásnak ellentmondó, ezért több oldalról mérlegelendő szempont: 1
a fellépő károkat már a kezdeti stádiumban fel kell ismerni és a további kárnövekedés megelőzése érdekében – karbantartási intézkedésekkel - el kell hárítani,
2
kedvezőtlen időjárási feltételek esetén – egyszerű karbantartási megoldásokkal - legalább ideiglenes kármegszüntetésről kell gondoskodni,
3
a technológiai választás során nem az állapotjellemzők alapján felismerhető hiányosság a mértékadó, hanem a károk oka,
4
a megoldási módokat úgy kell kiválasztani, hogy azokkal a károk okai hosszabb időre ki legyenek küszöbölve,
5
gazdasági okokból előnyben kell részesíteni a megelőző nagyfelületű helyreállítási intézkedéseket – megelőző karbantartás,
6
a fenntartási intézkedések sikeréhez elengedhetetlen meghatározott műszaki alapelvek – anyagminőség, technológiai alkalmasság, építési feltételek és eljárások…- szigorú betartásának.
A magyar előírások – amint azt 3. alatt írtuk - a kezelt úthálózatot szolgáltatási osztályokba rendelik besorolni és megszabják az adott fenntartási tevékenység kötelező gyakoriságát, illetve végrehajtási határidejét.
Az útburkolatok fenntartási feladatain belül karbantartási feladat a burkolathibák megszüntetése. A balesetveszélyes – azaz a jellemző műszaki állapottól eltérő, illetve a járművezetőket hirtelen mozgásváltozásra kényszerítő hibákat - a besorolási osztály függvényében – az észleléstől, vagy bejelentéstől számított 1-30 napon belül kell elhárítani, de a hibák tömeges jelentkezése esetén a javítási időtartamok a veszélyre felhívó jelzések kihelyezésével meghosszabbíthatók. A helyreállítási munkák az állapotromlás folyamatos vizsgálata alapján az éves fenntartási tervbe illesztve kerülnek elvégzésre. A felújítási munkákat központi programok alapján ütemezik.
8.4. AZ ASZFALTBURKOLATOK FENNTARTÁSI TECHNOLÓGIÁI Az országos közutak burkolatának több mint 50 % -a aszfaltbeton, további mintegy 45 % felületi bevonattal ellátott – azaz elaszfaltosodott felületű – utántömörödő hajlékony pályaszerkezet, amint azt a korábbi 5.1/3. ábra is mutatja. Az aszfaltburkolatok fenntartásával kapcsolatos teendőket a 2007-ben korszerűsített ÚT 2-2.103 útügyi műszaki előírás foglalja össze. /3/ Ebben már a hivatkozott és definiált fogalmaknak megfelelő felosztásban szerepelnek az egyes beavatkozások. (8.4/1-3. táblázatok) 8.4/1-3. táblázatok A 8.3 alatt említett műszaki-gazdasági tervezési szempontok hatékonysági vizsgálatot követelnek – ez meghatározott forgalomnagyság (ÁNF<1000, <500) alatt nem követhető, ezért ezen „kis forgalmú” utak esetén a műszaki szempontok a döntőek. Erre ad példát - a 8.3-ban hivatkozott NUP logikájához hasonlóan - a 8.4/4. táblázat. 8.4/4. táblázat A hibajelenség tartós felszámolásához elengedhetetlen a kiváltó ok feltárása és hatékony kezelése (8.4/5. táblázat). 8.4/5. táblázat
A fenntartási munkák ütemezése Az 1.fejezetben ismertetett OKKSz előírásainak megfelelően a közvetlen balesetveszélyt okozó hibákat haladéktalanul, illetve a forgalom függvényében ütemezve, tömeges megjelenés esetén a szükséges forgalomszabályozási intézkedéseket követően az éves fenntartási programba illesztve ki kell javítani. A kis felületre kiterjedő karbantartási technológiák a kátyúzás, a repedésjavítás és a kis felületen alkalmazott bevonat.
A hibaelhárítás határidejét az útkategória függvényében (1 – 30 nap), illetve a hiba jellege, tömegessége figyelembe vételével fenti szakminiszteri rendelet szabályozza: 2.Fokozatú javítás: a közút jellemző műszaki állapotától eltérő jellegű olyan hiba, ami a járművezetőt hirtelen mozgásváltoztatásra kényszeríti és ezzel balesetet idézhet elő. Tömeges megjelenése esetén a javítási határidők meghosszabbíthatók, a megfelelő közúti jelzések egyidejű kihelyezése mellett. 1.Fokozatú javítás: az elhasználódás következményeit megszüntető javítások, amelyek az állapotromlás folyamatos kialakulása következtében rendszeres állapotvizsgálat alapján tervezhetők, azonnali beavatkozást azonban nem igényelnek. A pályaszerkezet nem megfelelő teherbírásának helyreállítását, a profiljavítási feladatokat, a burkolatfelület elöregedéséből eredő hibák megszüntetését helyreállítási feladatként a mindenkori burkolatállapot alapján éves tervben kell előirányozni. A forgalmi igények által túlhaladott útállapotok komplex javítása felújítás (rekonstrukció, korszerűsítés) keretében történik, melyet többéves programok irányoz(hat)nak elő.
A továbbiakban az aszfaltburkolatok használatos fenntartási technológiáit ismertetjük: Előrebocsátjuk, hogy tekintettel arra, hogy az egyes technológiák terjedelmük ( kis felület/hossz, egy sáv, egy pályaszerkezeti réteg méretezés nélkül) függvényében több fenntartási kategóriában – karbantartás/helyreállítás/felújítás – is alkalmazhatók, illetve a magasabb színvonalú kategóriák előkészítési fázisát jelentik (kátyúzás, repedésjavítás, felületképzés) a fejezet alszámozásában a technológiai elnevezéseket követjük.
Karbantartási technológiák A burkolat felületén, illetve a pályaszerkezetben az anyag/talaj inhomogenitása-, helyi beépítési hibák-, esetleges fenntartási hiányosságok következtében már viszonylag rövid használat után, majd később az igénybevételek következtében is helyi, kis terjedelmű meghibásodások keletkeznek, amelyek rontják a használati komfortot, lassítják a forgalomlefolyást.
8.4.1/ Kátyúzás A kátyú a pályaszerkezet felületén keletkező kisebb kiterjedésű anyaghiány összefoglaló neve, ami a műszaki okok, illetve a mélység függvényében lehet hámlás/tányérosodás: a kopóréteg, vagy a burkolat anyagának kis területet érintő szétesése,
leválás: a kopóréteg lemezszerű kitörése, kátyú: fenti hibák nagyobb mélységű, több rétegre kiterjedő megjelenési formája; változata: ütőkátyú – forgalombiztonságot veszélyeztető mélységű - < 4-5 cm – kátyú. A karbantartási helyzet szerint megkülönböztetnek: 1
ideiglenes javítást, ami a technológia szempontjából kedvezőtlen, téli időszakban zúzalék és kötőanyag felhasználásával (ún. alákenéses kátyúzás)-, vagy speciális, kiszerelt formátumban rendelkezésre álló speciális kátyúzó keverékkel-, illetve depóniában tárolt hidegaszfalt keverékkel készül, valamint
2
végleges javítást, ami megfelelő időjárási körülmények között – fagypont feletti száraz időjárásban – készül, minimálisan 1 év élettartam elvárással, a javítani kívánt burkolat anyagával megegyező, illetve azonos felületi struktúrát adó anyagból készül.
A felhasznált anyag szerint van: 1
alákenéses kátyúzás, száraz, vagy impregnált zúzalék és bitumenemulzió, vagy hígított bitumen kötőanyag felhasználásával, több rétegben megismételt felületi bevonatként,
2
hidegaszfaltos kátyúzás, szakaszos, vagy folytonos szemeloszlású ásványi váz, kationaktív bitumenemulzió, vagy hígított bitumen kötőanyaggal,
3
kátyúzás speciális - zsákos, vagy dobozos kiszerelésű, jó minőségű és szilárdságú ( UNz, UKz Kf-B) zúzalék, speciális bitumen kötőanyag, esetleg további adalék keveréke - hideg kátyúzó keverékkel
4
kátyúzás bontott, vagy mart aszfalt teljes, vagy részleges, adalékolt felhasználásával, melegítéssel,
5
kátyúzás szabványos hengerelt-, illetve öntöttaszfalt keverékkel.
A kátyúzó anyagok, a kátyúzandó burkolatfajta és az elvégzendő műveletek összefüggéseit foglalja össze a 8.4./1. táblázat. 8.4./1.táblázat A kátyúzást az útépítő szakmunkás képzési jegyzet a 8.4./1. ábrája szerint ábrázolja a 8.4/1. ábra. 8.4./1.ábra A teljes kátyúzási munkafolyamat műveleti elemeit utántömörödő, illetve AB burkolat esetén a 8.4./2.ábra mutatja. 8.4./2.ábra
Általános építési követelmények: 1
a technológiának megfelelő időjárás,
2
a hibás felület gondos lehatárolása, kijelölése,
3
a károsodott burkolatrész/réteg szabályos idomban, függőleges oldalfallal történő eltávolítása,
4
az alsó sík végleges felülettel közel párhuzamos – azaz azonos vastagságú kitöltést igénylő kialakítása,
5
az induló felület gondos tisztítása,
6
a vízszintes felület bitumenemulzió-, a függőleges csatlakozások útépítési bitumen kötőanyaggal történő bevonása,
7
öntött aszfalt kitöltő anyagnál hézagtömítő szalag alkalmazás.
Vékony, 3-5 cm-es kopórétegek nem megfelelő együttdolgozás esetén gyakran károsodnak. A felszín közeli nyírófeszültségek eloszlását a 8.4.1/3.ábra szemlélteti. 8.4.1/3.ábra
Kiemeljük, hogy a megmaradó burkoltrész és a kitöltőanyag közti megfelelő tapadást biztosító ragasztás fontosságára a Tanszék Útlaboratóriumának 2006-ban közölt vizsgálatai is felhívták a figyelmet. A megfelelő tapadás jelentőségét mutatja a 8.4.1/4. ábra. 8.4.1./4. ábra A leválások javítására több hideg, félmeleg és meleg eljárást dolgoztak ki. Igy a szabadalmaztatott hidegen kenhető anyagot, a gépi szórásos keverékeket - a burkolat melegítése nélkül, vagy azzal, az infra-melegítésen alapuló Rhinopach eljárást. További, nagyobb sűrűségben jelentkező hámlás, kátyúképződéshez vezető repedezettség esetén alkalmazott gépesített megoldás az ún. foltozásos eljárás, a hibás felületrészek gépi kötőanyag permetezéssel, zúzalékszórással való felületi javítása a 8.4.1/5. ábra szerint. 8.4.1./5. ábra
8.4.2/ Repedés és hézagjavítás A repedés egyirányú kiterjedésű, vonalas jellegű anyagfolytonossági hiány, mely a réteg(ek) anyagfizikai -, mechanikai -, hőmérsékleti igénybevételének hatására jön létre;
megkülönböztetnek: 1
alakja, kiterjedése szerint: hossz-, kereszt-, elágazó-, hálós repedést,
2
mérete szerint: hajszál – >3 mm-, keskeny – 3-8 mm-, széles - <8mm – repedést.
A hézag tervszerűen kialakított – fűrészelés, hézaglemez – tér, különböző anyagminőségű-, illetve mozgó burkolati és egyéb felületek csatlakozásánál, jellemzően hidaknál. A hídnyílás, szerkezeti mozgás függvényében dilatációs szerkezet – bitumenes fugatest [Thormajoint], kitöltött hézag a megoldás. A repedéseket, hézagokat a vízbehatolás megakadályozására vízzáró anyaggal ki kell tölteni, illetve le kell zárni.
Általános építési követelmények: a repedésjavítást megnyílt állapotban – azaz hűvös-, de légszáraz-, csapadékmentes időben kell végezni, a nem kellően széles megnyílást szabályozni kell, hézagot előre tervezetten ott kell képezni, ahol a repedés törvényszerűen megjelenne. A hézagkitöltő anyag: bitumenes-, modifikált bitumenes-, műanyag alapú; viselkedése szerint rugalmas (elasztikus), képlékeny (plasztikus), illetve a kettő kombinációja; bedolgozhatóság szerint: melegen önthető-, hidegen bedolgozható, profilszalag üzemanyag-állóság szerint: nem üzemanyagálló, üzemanyagálló. A felhasználandó anyagot a hézag/repedés jellegéből, elhelyezkedéséből, megnyílásának mértékéből és egyéb szempontokból eredő követelmények szerint választják ki. Az eljárásról, a kitöltőanyagokról útügyi műszaki előírás (ÚT 2-3.701:2008), illetve uniós szabvány (MSz EN 14188) rendelkezik.A melegen -, illetve hidegen beépííthető kitöltő anyagok típusairól, jelöléséről a hivatkozott Út-ból átvett 8.4/1 - 2. táblázat ad felviágosítást. A lezáró profilokról a 8.10. fejezetben szólunk. A felhasznált anyag – típusától függő – vizsgálandó/bizonylatolandó lényeges tulajdonságai a rugalmas alakváltoztató képesség (meghatározott számú húzó-nyomó igénybevétel) – 8.4.2/1. ábra - , az üzemanyag-állóság, a meleg körülmények közti viselkedés (megfolyás vizsgálat) – 8.4.2/2 – 3. ábra - , a melegen bedolgozhatóknál a biztonságos melegítési hőmérséklet, öntési hőmérséklet, a hidegen bedolgozhatóknál a fazékidő. 8.4.2/1 – 3. ábrák
A repedés (hézag) kiöntés munkafolyamata: előkészítés önthetőségi méretre szabályozás: a 8 mm-nél keskenyebb repedést a ki tölthetőség, a megfelelő vízzárást biztosító kitöltőanyag vastagság biztosítása érdekében 8-12 mm szélességre és 15-20 mm mélységre kell bővíteni. Munkaeszköz: gyémántbetétes marótárcsa, - ujjmaró. hézagok újraképzése: elöregedett kitöltőanyag, szennyeződés eltávolítása, szükség szerinti ráfűrészelés. repedés, hézag tisztítás: mozgó anyagrészek, por, szennyeződés eltávolítása, a felületek szárítása Munkaeszköz: acélszálas seprőtárcsa, hőlégfúvó (Hot-Dog) kellősítés (szükség szerint): a kitöltendő teret határoló függőleges felületek kitöltő anyaggal rokon viselkedésű kötőanyaggal való bevonása tapadóhíd kialakítása céljából, kitöltés: alulról felfele, buborékmentesen a határoló felületekhez jól tapadó, a nyílás mozgását rugalmasan követni képes anyaggal, a burkolat és levegő hőmérsékletétől függő mértékben. kitöltött felület lezárása (szükség szerint): mészkőliszttel, kis szemnagyságú– 0/4 mm – zúzalékkal a felszíni tapadás megakadályozása céljából. A műszaki átadás során bizonylatolni kell az anyagminőséget. A munkaközi ellenőrzés feladata a megfelelő hézagképzés (tisztítás, méret, hézagfalak…), az anyagfelhordás vizsgálata. Az egyes műveletekről az előadáson látott képek adtak bővebb felvilágosítást. A 8.4.2./4. ábra a forrólevegő fúvót és egy célszerszámot, az ún.papucsot mutatja, amit nagyobb megnyílású, illetve elágazó repedések lefedésénél alkalmaznak. 8.4.2./4. ábra
További repedéskezelési eljárás: a lefedés/kitöltés tömítő szalaggal – 8.4.2/5. ábra, extrudált kitöltő masszával – 8.4.2/6. ábra szerint. 8.4.2/5-6. ábrák
Megjegyezzük, hogy az ismertetett karbantartási eljárások helyreállítási-, felújítási fenntartási beavatkozások előkészítő munkarészeként is rendszeresen előfordulnak.
Irodalom 1.
Dr. Boromissza Tibor Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek Méretezési Praktikum Közúti Közlekedési Füzetek 16 KHVM KF, Budapest. 1997
2.
Pallós Útpályaszerkezetek 2. fejezet (szerzői kézirat)
3.
ÚT 2-2.103:2007 Aszfaltburkolatok fenntartása, Magyar Útügyi Társaság
4.
ÚT 2-3.701:2008 Útburkolatok hézagkitöltő anyagai
5.
ÚT 2-2.107:2008 Útburkolatok repedéseinek, hézagainak a kitöltése
6.
Dr. Szakos Pál Útfenntartás (előadások szakmérnök hallgatóknak)
Aszfaltburkolatok helyreállítási technológiái A helyreállítási technológiák a korábban bemutatottak szerint már kiterjedtebb felületen kerülnek alkalmazásra, alapvetően állagmegóvási célokat szolgálnak, de az útburkolat bizonyos használati tulajdonságait is javítják. A forgalmi igénybevétel és az időjárási hatások következtében az utak burkolata elveszíti eredeti használhatóságát, nagyobb – 50 m2-et meghaladó – felületen: hámlik, pereg, repedezik, átereszti a vizet, érdessége csökken, esetenként kötőanyaga feldúsul – „izzad”, teherbírása lecsökken, azaz helyreállításra, felújításra szorul. Amennyiben még nincs teherbírási elégtelenség, a kívánt felületi állapot a vízzáróság, az érdesség helyreállításával, a kötőanyag „fiatalításával” rekonstruálható. Az alkalmazandó technológia az útkategória, az útfenntartási stratégia, a fenntartásra fordítható források nagysága függvényében: 1
felületi bevonat 2
permetezéses – szórásos -,
3
hidegen kevert, önterülő változatban,
4
nyomvályú -, profil javítás
5
vékonyaszfalt,
6
kopóréteg – új ráépítés,
7
újrafelhasználás (recycling),
8
egyes rétegek, (vagy teljes pályaszerkezet) cseréje.
Megjegyzés: - egyes itt ismertetett technológiák kisebb terjedelemben alkalmazva (pl. felületi bevonat kis felületen kátyúzás bontott anyag újrafelhasználásával, nyomvályú javítás rövid szakaszokon…) a fenntartási munkák karbantartási csoportjába sorolandók, - a teljes felületű beavatkozások (új ráépítés, recycling, réteg csere…) adott esetben – méretezett pályaszerkezet erősítés - felújítási technológiának minősülnek. Valamennyi fent említett technológia alapos mérnöki előkészítést - tervezés: állapotfelvétel, hibaokok feltárása, alkalmas technológiai változat kiválasztása, technológiai előkészítést – felület előkészítés: kátyúzás, repedéskitöltés, felületképzés, felülettisztítás…igényel. A fenntartási munkák velejárója a vízelvezetés szükség szerinti megoldása.
8.5./ Felületi bevonatok A felületi bevonat a kopóréteg/burkolat felületére felvitt vékony réteg, melyhez a bitumen alapú (adott esetben polimer adalék -, vagy műgyanta tartalmú) kötőanyagot permetezéssel, vagy keveréssel (hidegen kevert önterülő) adják a réteg másik komponenséhez, az ásványi anyaghoz.
Permetezéses felületi bevonatok /3/ A felületi bevonat javítja 1
a felület vízzáróságát,
2
növeli az érdességét,
3
elősegíti a további burkolatromlás megelőzését,
4
megszünteti a kezdeti felületi hibákat,
5
(kiegészítő beavatkozással) csökkenti a nyomvályút,
de nem javítja a deformációs hajlamot, a teherbírást. A technológia lényege: szénhidrogén alapú (vagy más) kötőanyag – bitumen - és zúzalék felhordása és behengerlése a burkolat felületére különböző rétegrendben. A technológia gumikerekes járműforgalom elterjedésével mint a korábbi makadám burkolatok „portalanítási” eljárása nyert alkalmazást, akkor még kőszénkátrány eredetű kötőanyaggal (1950es évek), majd az itatott makadám burkolatok építésének elengedhetetlen technológiai eljárása volt, ezt követően vált az elhasználódott aszfalt burkolatok egyik helyreállítási technológiájává.
A teljes technológiai folyamat: 1
a felület hibáinak – kátyú, repedés, nyomvályú – szükség szerinti kijavítása,
2
a vízelvezetés – árok-, padkarendezés – szükség szerinti biztosítása (kapcsolódó feladatként),
3
a felület tisztítása, portalanítása,
4
kötőanyag kipermetezés,
5
zúzalékszórás,
6
(egyéb adalékok),
7
behengerlés,
8
utókezelés.
A munkafolyamat elvi sémáját a 8.5/1. ábra, egy célgép, az egyesített bitumenpermetező és zúzalékszóró gépkocsi vázlatát a 8.5/2. ábra szemlélteti. 8.5/1-2. ábrák
A permetezéses technológiával épített felületi bevonat a készítés utáni megfelelő melegmennyiség, a gumikerekes forgalom és az utókezelés együttes hatására elaszfaltosodik és biztosít vízzáró, érdes, több évig (minimum 4 év) használható burkolatfelületet. A technológia megérdemel egy kis történeti áttekintést: Hazai alkalmazása – változó céllal és változó szénhidrogén kötőanyaggal (kátrány-bitumen) hosszú múltra tekint vissza; gondoljunk itt a vizes makadámok már említett portalanítására, az aszfaltmakadámok alkalmazására… Az egészségkárosító kátrány felváltására 1953-ban már hígított bitumengyártási kísérletek folytak, 1957-ben megjelent az első hazai felületi bevonati szabvány, 1967-től a szovjet romaskinói kőolajból gyártott hígított bitumen tapadását Evazin adalékkal javították, 1968-ban a kationaktív bitumenemulzió kísérleti gyártása folyt Székesfehérváron, majd 1972-ben megindult az üzemi gyártás (Kemikál Rt.), 1977-ben az Útépítő Tröszt nyolc francia technológiájú emulziógyárat létesített az országban. 1959 – 70 közt folyt a portalanítási program (180 millió m2), 1972- 90 közt a közútkezelő közúti igazgatóságok saját kivitelezésben 164 millió m2 felületi bevonatot építettek. 1991-el a technológia alkalmazása kivitelező vállalati feladatkörbe került. A burkolatok védelme – helyreállítása - céljából a ’70-es évektől 1994-ig az országos közúthálózaton 868 km felületi bevonat készült. A permetezése-szórásos bevonatok típusai: a felhasznált kötőanyag szerint. 1
higított bitumenes – FB/HB
2
kationaktív bitumenemulziós – FB/E
3
különleges – modifikált bitumenemulzió-, útépítési bitumen-, modifikált útépítési bitumen-, egyéb kötőanyagú – FB/K.
a rétegek száma szerint: 1
egyrétegű – BZ-,
2
egyrétegű, kettős zúzalékolású – ZBz-,
3
kétrétegű – BZBz-,
4
kétrétegű inverz – BzBZ felületi bevonat.
Előbbieket a 8.5/3. ábra foglalja össze. 8.5/3. ábra
Megnevezése: terméknév, kötőanyag, zúzalék névleges szemnagysága, ismételve-több réteg: pl.: FB/HB(BZ)16/22 A felületi bevonat megválasztása: 1
a forgalmi adatok – nehézjármű, személygépkocsi,
2
a burkolat jellemzők – pálya esésviszonyai, - elhelyezkedése -, kopóréteg típusa, pályaszerkezet jellemzői (teherbírás, burkolatépség, felületi egyenetlenség, nyomvályú mélység, burkolat keménység),
3
a kivitelezési időszak figyelembe vételével történik.
Néhány szempont a választáshoz: Árnyékos útszakaszokon – pl. erdőn áthaladó úton – felületi bevonatot, különösen HB kötőanyagú felületi bevonatot nem célszerű építeni. HB kötőanyagú felületi bevonatot korábbi makadámokra, gyenge teherbírású pályákra építenek. Az E kötőanyagú felületi bevonat nagyobb nehézforgalmú – Nmf > 600 E/nap – útra is alkalmas. Nagyobb forgalom esetén több réteg, nagyobb szemnagyság építendő. Keményebb burkolatokra kisebb-, lágyabb burkolatokra nagyobb szemnagyságú zúzalékot kell használni. Kifejezetten nagy nehézforgalom – Nmf > 800 E/nap – esetén a különleges felületi bevonatok alkalmazandók.
A 8.5/1. táblázat a forgalomnagyság, burkolatkeménység, alkalmazható bevonattípus összefüggéseit foglalja össze. A burkolatkeménységi kategóriákat a 8.5/2.táblázat ismerteti. 8.5/1-2.táblázatok
A különféle felületi bevonatok alkalmazhatóságának határt szab a nehéz forgalom nagysága (FB/HB 400 Njm/nap-ig, FB/K 800 Njm/nap felett), a pálya esésviszonyai (FB/HB 8%-ig, FB/E 6 %-ig), a burkolathibák mértéke (felületi épség >3, FB/HB IRI<400, FB/E IRI<300, FB/HB nyomvályú < max 20, átl 17, FB/E nyomvályú < max 17, átl 15, a teherbírási hiányosságok (teherbírás <3), a vonatkozó ÚT 2-3.306:2000 előírásokban rögzítettek szerint. Az előírásban megszabott paraméterek esetén a kivitelezővel szemben követelmény a min. 4 éves élettartam, kifejezetten állagvédelmi célok esetén a kívánt kiinduló paraméterek gyengébb állapota is tudomásul vehető. Amint a fentiekben láttuk, a pályaszerkezet állapotával, jellemzőivel szemben támasztott követelmények a technológia, a kötőanyag fajtája függvényében változnak, egy részük a bevonat építése előtt javítható/javítandó. Extrém igénybevételekre – különösen nagy forgalom – egyedi technológiájú ún. különleges felületi bevonatokat fejlesztettek ki. (SAM, Fibredec…)
A bevonatok építéséhez felhasználandó anyagmennyiségek meghatározása: A kész, bejáródott bevonat akkor megfelelő, ha a zúzalékszemek egyenletesen borítják a felületet és mintegy a szemcse 2/3-áig ülnek a kötőanyagban. A fenti cél eléréséhez az alábbi módon számítható a zúzalék közelítő mennyisége: Zv=k*{(d+D)2} [liter] ahol d, D a frakció legkisebb és legnagyobb névleges szemnagysága [mm], pontosabb érték: Zv=k*[(d+D)/2] - [1/100*b(d+D)/2}2
[liter]
k korrekciós tényező a forgalomnagyság-, burkolatkeménység-, az időjárás-, a szemalak figyelembe vételével. Zt=Zv*h [kg] ahol h a zúzalék halmazsűrűsége (adat hiányában 1,5 g/cm3). A zúzalék mennyiségének meghatározására számos numerikus, grafikus, táblázatos és laboratóriumi eljárás ismert, de mindegyik eredmény gyakorlati felhasználással igazolandó.
A kötőanyag szükséglet a zúzalék mennyiségből és a kötőanyag bitumen tartalmából számítható: K= k*f*b*c*0,1*[(d+D):2]*e [liter] ahol e a kötőanyag tartalom %-ban, a k tényező a zúzalékmennyiség számításából ismert; azaz a kipermetezendő kötőanyag literben az ugyancsak literben számított zúzalékszükséglet 1/10-e. a kötőanyag mennyiséget pontosító tényezők: f - forgalmi korrekciós tényező, b - burkolati (keménység) korrekciós tényező, c - időjárási korrekciós tényező A zúzalék és a kötőanyag mennyiségének megválasztásához adnak szempontokat a 8.5/3-4 táblázatok. 8.5/3-4. táblázatok
A felületi bevonat technológiák alkalmazási szempontjai: A permetezett felületi bevonatokhoz nagy szilárdságú, jó szemcsealakú, szűk frakciójú, tiszta zúzalékra van szükség. Ezek a követelmények kohósalak alapanyag esetén is jól teljesíthetők. Utóbbi követelmények a bitumenemulzió kötőanyagú és a különleges bevonatoknál különösen fontosak. Az építés során FB/HB esetén 10 C0, FB/E esetén 15 0 C a szükséges minimális hőmérséklet, az FB/K technológiánál az ÉME előírásai szerint kell eljárni. Minden esetben követelmény a csapadékmentes időjárás. A tartósság feltétele az építést követően – a tél beállta előtt – kapott kellő melegmennyiség (10 C0 feletti nap). Az előkészítési műveletek közt HB kötőanyagú keverékkel csak FB/HB esetén lehet kátyúzni, min 2 héttel a felületi bevonat építése előtt. FB/E esetén AB, vagy emulziós keverék használható, az építés előtt 1 hónappal korábban. A követelményszintet meghaladó mértékű nyomvályú előzetesen javítandó. Az aszfaltbeton burkolatok repedéseit előzetesen ki kell önteni. Követelmény továbbá a vízelvezetés jó karba helyezése, valamint a felületi bevonat építése előtti alapos felülettisztítás. A gépekkel szemben követelmény a pontos adagolás, a változtatható munkaszélesség, a zúzalékszóró esetén az alacsony szórópad, a bitumenszórónál a szabályozható hőmérséklet. Az utókezelés a HB kötőanyagú bevonatoknál a sebességkorlátozást és a lesodródó zúzalékszemcsék visszaseprését, az E kötőanyagú bevonatoknál az emulzió megtöréséig a forgalom kizárását, majd a sebességkorlátozás fokozott érvényesítését és a kipergett zúzalék eltávolítását, valamint a sebességkorlátozás jelenti. A permetezett felületi bevonatnak a jóváhagyott technológia szerinti anyagmennyiség felhasználásúnak, egyenletes felületűnek (inhomogenitás 40 nap után max 10 %), jól beágyazott szemcsézetűnek (min. 3 mm homokmélység) kell lennie. A megkövetelt min. 4 éves élettartam
alatt a felmért felületállapot nem romolhat a helyreállítás előtti állapot alá. A permetezett felületi bevonatok hibái a tervezés (nehézforgalom-, keménység hibás számításba vétele, a nem megfelelően választott technológia, - anyag), az előkészítés fogyatékosságai, a kivitelezés (nem a tervezett anyagok alkalmazása, nem megfelelő időjárás, géphibák, beépítési sávok hibás csatlakozása), a kivitelezés utáni időszak (forgalomterelés, seprés, időjárás)hibáiból eredhetnek. A hibák megjelenési formái a hámlás, a csíkozottság, „lépcsős” terítési sáv csatlakozás, a keréknyomban jelentkező kisimulás.
hideg keveréses és terítéses technológiával készült felületi bevonatok/4/ vékonyréteg)
(hidegaszfalt
A technológia: kationaktív bitumenemulzió/modifikált kationaktív bitumenemulzió, osztályozott, zúzott homok, kőzúzalék, (kőliszt), törésidő szabályzó adalék célgépben hidegen keverve. A tehergépkocsira szerelt célgép nem csak a keverék előállítását, hanem annak a burkolatra terítését is szolgálja. A kész bevonat a bitumenemulzió törését követően azonnal átadható a forgalomnak, de a kipergő zúzalék szemek eltávolításáról folyamatosan gondoskodni kell. A 8.5/4. ábra a keverő-terítő gépelvi vázlatát, a 8.5/5. ábra egy berendezés nézetét ábrázolja. 8.5/4-5. ábrák A hidegen kevert önterülő bevonatok alkalmazási célja az érdesség növelése, a felületi romlások megelőzése, a kezdeti romlások helyreállítása, a nyomvályú javítása, a felületi egyenetlenség javítása, az egységes felületi megjelenés biztosítása, a gördülési zaj csökkentése. Az alkalmazhatóságnak forgalmi határai, a burkolat állapotával, a pályaszerkezet teherbírásával, a geometriával kapcsolatos feltételei vannak. A burkolthibák az alkalmazás előtt javítandók. Keveréktípusok: 1
az ásványi váz szemnagysága szerint: 0/2, 0/4, 0/8, 0/11,
2
rétegszám szerint: egyrétegű; két-, vagy többrétegű,
3
kötőanyaga szerint: normál-, modifikált bitumenemulziós,
Megnevezése: technológiára utaló betűjel, szemnagyság, réteg, kötőanyag típus pl.: KFB 0/2 E; KFB ar 0/8 mE fr 0/4 mE A típusok közti választás: Ngf < 800 E/nap esetén felületállapot és egyéb körülmények szerint egy-, vagy két réteg, Ngf > 800 E/nap esetén két (vagy több) réteg, modifikált kötőanyag.
A felhasznált mennyiség a réteg elhelyezkedése és a szemcseméret függvényében 6 – 20 kg/m2 (8.5/5. táblázat). 8.5/5. táblázat
A felhasznált zúzalékokkal szembeni szemalak és tisztasági követelmények azonosak a permetezett bevonatoknál jelzettekkel, az alkalmazott töltőanyag minősége, származási helye… a törési idő szempontjából bír nagy jelentőséggel. A kevert felületi bevonatok bitumenemulzió kötőanyagával szemben a 2009. évi új (2-3.504:2009) ÚT külön követelményeket támaszt. Nyomvályú javítására a technológia önállóan, azaz csak a keréknyomban, marás után, vagy közvetlenül kiegyenlítésre is alkalmas. Az előkészítés során a technológia megkövetelte burkolatállapotokat kell előállítani (kátyúzás, repedéskitöltés, nyomvályú javítás, profilozás, burkolattisztítás…) a burkolatba eső szerelvényeket, aknanyílásokat le kell takarni. Az építés 10 C0 feletti hőmérsékletnél, csapadékmentes időben megengedett. A felesleges, pergő zúzalék eltávolítását a nehézforgalom nagyságától függő idő eltelte után kell megkezdeni. Az anyagokkal, a keverékekkel, a kész bevonattal szemben az útügyi előírás tételes követelményeket rögzít. Kiemelendők: az egységes szerkezetű felület, a hézagmentes, egyenletes sávcsatlakozás, a kellő érdesség (SRT>60). Átvételi követelmény, hogy a burkolat egyenetlensége egy megfelelőségi fokozattal javuljon. A bevonatok hibái a művelet bármely fázisából eredhetnek. Így tervezési hiba lehet a nehézforgalom, a burkolatállapot nem megfelelő figyelembe vétele, a hibás anyag/technológia választás. Hiba származhat az elégtelen technológiai előkészítésből. A kivitelezés kapcsán a tervezettől eltérő anyagok felhasználása, az időjárási anomáliák, az adagolási pontatlanságok, a gondatlan terítés említendők. Meghibásodást okoz a korai forgalomba helyezés, az utókezelés hiánya, a gyorsan beköszöntő hideg időjárás. Vékonyaszfaltok A vékonyaszfaltok nagy teljesítőképességű (modifikált) útépítési bitumen kötőanyaggal készített, a felület helyreállítása céljából használt, a hagyományos hengerelt aszfaltoknál vékonyabb melegaszfalt kopórétegek. A felületi bevonatokkal közös fontos jellemzőjük, hogy a teherbírás hiányát nem pótolják és csak egyenletes felületre teríthetők! Hazai alkalmazásuk ma már történelem, de mint egy új technológia kiindulópontja, ismertetésre érdemes. Európában az 1980-as évektől elterjedt, keverőtelepen előállított, e-célra kialakított
összetételű melegaszfalt technológia a teherbíró pályaszerkezet elöregedett burkolat felületének igényes helyreállítása céljából került kifejlesztésre. Németországban 2 cm vastagságig értelmezték, alkalmazása csak kis szemcseméret és/vagy speciális technológia (Infra Dominó) esetén volt elérhető – 8.5/6. ábra. 8.5/6. ábra Magyarországon először 1984-ben, az M7 autópálya bal pályáján a 42 – 44 km szelvények közt építettünk vékonyaszfaltot az elöregedett betonfelületre, 3,5-4 cm vastagságban. 1985-ben további szakaszok épültek, 1986-tól programszerűvé vált az alkalmazás SAMI (Stress Absorbing Membran Interlayer) réteg közbeiktatásával beton, majd ÉHA-20 burkolatokon is az 8.5/7. ábra szerint. 8.5/7. ábra Az M7 bal pálya betonburkolatán épült szakaszok egészen a pálya 2001-2002. évi újra burkolásáig üzemeltek. A keverék összetétele szemeloszlását tekintve nem a hagyományos betonrendszerű, hanem szemkihagyásos volt, teljes egészében zúzott ásványi vázzal, a szemkihagyás révén létrehozott hézagot a szokásosnál magasabb bitumen adalékolással történt kitöltésével. A magasabb bitumentartalmat többlet töltőanyag (masztix), illetve külön adalék tette alkalmazhatóvá. A technológia bevezetése kapcsán honosodtak meg, majd váltak üzemszerűvé – a BME Útlaboratóriuma révén – az aszfalt-mechanikai vizsgálatok. Az előbbi aszfalt-jellemzőket tükröző német elnevezés – Splittmastixasphalt – magyar megfelelője a zúzalékos masztixaszfalt – ZMA, mely az 1990-es években kiadott megújított útügyi műszaki előírásban már szerepelt, így a korábbi külön előírás megszüntetésre került. (Napjainkban az ÚT 2-3.301-5:2010 Zúzalékvázas masztixaszfalt (SMA) előírás szerint, mint nagy teljesítményű kopóréteget alkalmazzuk 25 – 50 mm vastagságban. Ez a burkolattípus váltotta a korábban rendszeresített ÉHA-20 burkolatot az autópályák építésénél. Ma ismét szabványosított a nagyon vékony kopóréteg építéséhez használható aszfaltbeton - ÚT 2-3.301-2:2010 Aszfaltbeton nagyon vékony rétegekhez (Beton Bitumineux Tres Mince). Lásd korábbi 6. fejezetben.
A vékonyaszfalt téma kapcsán kell említést tenni egy másik, idehaza az 1970-es években kezdett, majd az 1990-es években ismét elővett, több százezer m2-en megvalósított technológiáról, a porózus, nagy hézagtartalmú (h=15-20%), vízáteresztő (drain), zajcsökkentő (1985. flüster asphalt) aszfaltburkolat típusról. Ez is masztix típusú, szemkihagyásos szerkezet, melyet eredményesen csak speciális kötőanyag (modifikált-, gumi bitumen) felhasználásával lehet építeni. A forgalombiztonsági szempontból jelentős, az esős időben kialakuló a jó látást akadályozó vízköd képződés kialakulásának meggátlásában, valamint a gördülési zaj csökkentésében jelentős technológia külföldön napjainkban is alkalmazott és jelentőséggel bír.
Megjegyezzük, hogy a fejlett motorizációjú nyugaton a nagy forgalmú utakon a folyamatosan jó burkolatállapot fenntartás érdekében ismételten kiemelt jelentőséget tulajdonítanak a 10-20 mm vastagságú, rendszeresen – 5 év – cserélt burkolati rétegeknek. Németországi SMA 8 LA alkalmazásokról 2005-től vannak értesülések Irodalom 1.
ÚT 2-2.103:2006 Aszfaltburkolatok fenntartása, Magyar Útügyi Társaság
2.
ÚT 2-3.306:2000 Kötőanyag kipermetezésével és zúzalék kiszórásával készült felületi bevonatok
3.
ÚT 2-3.315:2003 Hideg keveréses és terítéses technológiával készült felületi bevonatok
4.
Dr. Szakos Pál: Útfenntartás (előadások szakmérnök hallgatóknak)
8.6. Profil-, nyomvályú javítás A nehézjármű forgalom által igénybevett, gyakori megállással-indulással terhelt (jelzőlámpás csomópont…), leálló járművek által érintett, a szokásostól eltérő helyzetű (kis sugarú ív, erős emelkedő…) burkolatok - különösen kedvezőtlen pályaszerkezet felépítés, - keverék összetétel esetén, illetve egyéb hatásra – kereszt -, illetve hosszirányú alakváltozást – deformációt – szenvednek. Az ideálistól eltérő profil fokozott balesetveszélyt, járműüzemi költség növekedést, utazási komfort romlást eredményez, ezért a deformálódott burkolatot helyre kell állítani. (Megjegyezzük, hogy a helyi jellegű, kisebb terjedelmű, azonnali beavatkozást igénylő javítások karbantartási munkaként kerülnek elvégzésre.)
A beavatkozás 1
2
kiterjedése szerint -
részleges - a felület egy részén végzett marás, nyomvályú/egyéb deformáció kiegyenlítés,
-
teljes – az egész felületre kiterjedő – kiegyenlítés, újra profilozás.
a kiváltó okok felszámolása szerint: -
átmeneti – a meglevő pályaszerkezet tulajdonságainak (plasztikus deformációs hajlam) elemzése nélküli,
-
végleges – a hibaokokat feltáró és megszüntető.
Az újraprofilozás, a deformációs hajlam – kedvezőtlen keverék összetétel – megszüntetése korszerű helyszíni (illetve telepi) újrafelhasználási – recycling – eljárásokkal lehetséges. Az átmeneti – marás/kiegyenlítés - beavatkozásokat a 8.6/1. ábra szemlélteti. 8.6/1. ábra A végleges megoldáshoz 15 mm keréknyom mélység felett F igénybevételi kategóriában (lásd korábbi 6.4/2. táblázat) az ÚT 2-3.301 Útügyi Műszaki előírás szerint meg kell vizsgálni az aszfaltrétegek nyomvályú képződési hajlamát – 8.6/1. táblázat. 8.6/1. táblázat A nyomvályúk részleges javítása – ha egyéb meghibásodás nincs – a nyomvályú helyi felületi bevonatos kitöltésével - részleges marással, vagy anélkül, illetve a felület teljes lefedésével, kiegyenlítésével történik a 8.6/2. ábra szerint vázolva.
8.6/2. ábra A deformálódott felület helyreállítási lehetőségeit a 8.6/2. táblázat foglalja össze. 8.6/2. táblázat A deformációk gyors – legtöbb esetben átmeneti – megszüntetése profilmarással történik. A hidegmarás alkalmas a kigyűrődések, vállak részleges eltávolítására – 8.6/2. ábra, illetve a teljes felület marásos helyreállítására egy menetben 15 cm vastagságig, változó szélességben. A mart anyag újra felhasználható, a marás ez esetben a kötőanyag tulajdonságait nem változtatja meg, de az ásványi szemcsék aprózódnak. A melegmarás gyakorlatilag a helyszíni recycling egyik lépése, a réteg fellazítását követően lehetséges egy újraprofilozás utáni tömörítés(reforming), vagy vékony réteg terítés (reshape) a 8.6/3. ábra szerint. 8.6/3. ábra A tulajdonképpeni helyszíni újrafelhasználás – a réteg újrakeverése szükség szerint új anyagok – bitumen, zúzalék, keverék – hozzáadásával, majd újraterítés, tömörítés (admix), illetve az újratömörített rétegre további új réteg ráépítése (remix plusz) a 8.8.3. alatt kerül részletes ismertetésre. A melegmarás rétegvastagsága a korlátozott átmelegíthetőség miatt korlátozott (4-6 cm), hasonlóan korlátozott a megmunkálási szélesség változtathatósága. Az aszfaltréteggel történő kiegyenlítésnél figyelembe kell venni a megengedett min./max. beépítési vastagságokat, illetve a kiegyenlítésre használható melegaszfalt típusokat a korábbi 6.4/5. táblázat szerint.
Aszfaltburkolatok felújítása A teherbíráshiány miatt deformálódott, repedezett, sűrűn kátyús burkolaton a méretezett, szükség szerinti rétegszámú felújítás a helyes fenntartási beavatkozás. Ez történhet egyszerű ráépítéssel - erősítés, újrafelhasználással (lásd 8.8.), de az aktuális forgalom igényeihez igazodó szélesítéssel, helyszínrajzi és magassági korrekcióval, a vízelvezetés javításával a 8.6/4-5. ábrákon szemléltetett módon. 8.6/4-5. ábrák
A szükséges erősítő réteg vastagságának megállapítása - az erősítő réteg méretezése - az ÚT 21.202:2005 Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek méretezése és megerősítése szerint történhet - a (statikus) behajlási értékből számított mértékadó behajlás és a megengedett behajlás
összevetésével (8.1/2-3. ábrák), - a meglevő pályaszerkezet feltárásával, értékelésével (alapréteg vastagsága, hatékony aszfaltréteg vastagság megállapítása) majd a jellemző típus pályaszerkezettel való összevetésével (v.ö. 6.4. fejezet). Bármelyik módszer alkalmazása sem nélkülözheti az állapotfelvételt - a hibafelvételt, a vízelvezetés megfelelőségének vizsgálatát, a pályaszerkezeti rétegek állapotának vizsgálatát. A mértékadó behajlás a homogén szakaszokra bontott mért és a tényleges kerékterhelés -, valamint a mérés idején észlelt hőmérséklet korrekciójával, továbbá az évszaki- és az összehasonlítási (MSz 2509-4) szorzóval korrigált érték, melyet a forgalmi terhelési osztálytól függő u valószínűségi szorzóval ( A-C esetén 90 % - 1,28; D-R esetén 95 % - 1,64) növelnek. (N.b.: A felsoroltakból is érzékelhető, hogy a módszer számos bizonytalanságot/pontatlanságot hordoz; a dinamikus behajlásmérésből származó értékek és az analitikus méretezés lénegesen pontosabb eredményre vezetnek!)
Irodalom 1. ÚT 2-2.103:2006 Aszfaltburkolatok fenntartása, Magyar Útügyi Társaság 2. ÚT 2-1.202:2005 Aszfaltburkolatú útpályaszerkezetek méretezése és megerősítése 3. Dr.-Ing. Alfred Schmuck Strassenerhaltung und Verkehrstechnik RATGEBER Stein.Verlag Baden-Baden GmbH 1994. 4. Dr. Szakos Pál: Útfenntartás (előadások szakmérnök hallgatóknak)
9.7./ Zúzottkő pályaszerkezetek fenntartása A fejezet az 5. fejezetben ismertetett kötőanyag nélküli, illetve bitumenes kötőanyagú makadám burkolatok fenntartási munkáit foglalja össze a 2.1.alatt bevezetett fogalmaknak megfelelően. karbantartás 1 földmű elnedvesedés elleni védelme – árok-, padkarendezés, 2 kátyúzás – az aszfaltbetonok fenntartási munkáinál írtak értelemszerű alkalmazásával, elsősorban alákenéses-, illetve hidegaszfalt anyagú technológiával. Példák a 6.7/1-3. 6.7/1-3. ábrák Megjegyezzük, hogy repedésjavításra a bitumenes kötőanyagú makadám burkolatokon klasszikus értelemben általában nincs szükség, mert a burkolat a hígított bitumen kötőanyag tulajdonságai következtében a forgalom a keletkező repedéseket – egy bizonyos határig – zárja.
helyreállítás 1 felületi bevonás – az aszfaltbetonoknál írtak szerint permetezéses – FB/HB, FB/E – technológiával, 2 újraprofilozás: fellazítás, kiegyenlítés, újrahengerlés, kötőanyag adagolás, kiékelés, záróréteg készítés, felújítás 1 új réteg(ek) ráépítése: makadám/aszfalt, 2 hideg, helyszíni újrahasznosítás (recycling) a 9.8. fejezet szerint.
Irodalom: Dr. Szakos Pál: Útfenntartás (előadások szakmérnök hallgatóknak)
8.8./ Aszfaltanyagok és egyéb szerkezeti rétegek újrahasznosítása 8.8.1. Bontott újrahasznosítása
anyagok
újrahasznosítása,
ipari
hulladékok,
melléktermékek
Az EU legújabb Építési termék irányelve (305/2011/EU) az alapkövetelmények közt rögzíti a természeti erőforrások fenntartható használatának követelményét, azaz a lehető maximális takarékosságot a természeti erőforrásokkal. A hulladék erőforrás, aminek a földbe temetése rövidlátásra vall - idézte az Európai Bizottság 2012 januári sajtóközleménye a környezetvédelmi biztost, aki szerint a hatékony kezelés energiatermelés, komposztálás, újrafelhasználás - további 400 ezer munkahelyet teremthetne az EU-ban, ahol jelenleg 2 millió ember dolgozik a szeméthegyek kezelésén. A hulladéklerakókra fordított költség a 27 tagállamban évi 72 Mrd eurót tesz ki. Az EU tervei szerint 2020-ra meg kell teremteni az erőforrás-hatékony Európát. Magyarországon évente 4 millió tonna építési és bontási törmelék keletkezik, ennek ténylegesen 10-15 %-át hasznosítják. Az EU elvárások alapján 2020-ra 70 %-os hasznosítási arányt kell elérni. A hulladékgazdálkodásról szóló 2000. évi XLIII. törvény bejelentési kötelezettséget ró a hulladék gazdájára – kódolás az Európai Hulladék Katalógus (EWC) szerint (pl.17 03 02 bitumenes keverékek, melyek kátrányt nem tartalmaznak) -, rögzíti a vonatkozó fogalmakat és a kapcsolódó feladatokat. Ennek megfelelően: - bontott anyag az eredeti felhasználási helyéről kinyert, meghatározott tulajdonságokkal rendelkező, homogén, vagy kevert anyag,
- hulladék a Törvény 1. melléklete szerinti kategóriákba sorolt, a birtokos számára felesleges anyag, - ártalmatlanítás a hulladék környezetkárosító hatásának (csökkentése) – megszüntetése, kizárása - környezetszennyezést kizáró módon történő elhelyezése (elszigetelés, anyagi tulajdonságok megváltoztatása)/hasznosítása, - hasznosítás a hulladék termelésben történő felhasználása (újrafeldolgozás, alapanyaggá alakítás, energetikai hasznosítás), - újrahasznosítás a termék eredeti célra történő ismételt felhasználása. A hulladékgazdálkodás alapelvei: cél: egészség és környezetvédelem, a fenntartható fejlődés biztosítása, környezettudatos magatartás, természeti erőforrásokkal takarékoskodás, környezetterhelés minimalizálása, hulladék keletkezés megelőzése, képződő hulladék mennyiségének és veszélyességének csökkentése, keletkező hulladék minél nagyobb arányú hasznosítása, vissza nem forgatható hulladék környezetkímélő ártalmatlanítása. A hulladékgazdálkodás általános szabályai: - tervezés, munkavégzés: a környezet kímélésével, a környezeti terhelés csökkentésével, a hulladékképződés megelőzésével, hulladékhasznosítással, környezetkímélő ártalmatlanítással, - a hulladékképződés megelőzése, - csökkentése: anyag-, energiatakarékos, hulladékszegény technológiák, anyag-, hulladék-, termelési-fogyasztási körfolyamatban tartása, kockázatot jelentő hulladékokat eredményező anyagok kiváltása. Néhány fogalom: - bontott anyag: eredeti felhasználási helyéről kinyert, meghatározható alapvető tulajdonságokkal rendelkező, vagy kevert anyag; - hulladék. a hulladékgazdálkodásról szóló törvény 1. sz. melléklete szerinti kategóriákba tartozó, a birtokosa számára fölösleges anyag; - újrahasználat: az anyag - termék - eredeti célra történő ismételt felhasználása; - hasznosítás: a hulladéknak, vagy valamely összetevőjének a termelésben, szolgáltatásban való hasznosítása (visszanyerés, energetikai hasznosítás); - ártalmatlanítás: a környezetterhelés csökkentése, a környezetet veszélyeztető, szennyező,károsító hatás megszüntetése, kizárása a környezet elemeitől elszigeteléssel, az anyagi minőség megváltoztatásával. Brundtland: "A fenntarthatóság olyan fejlődés, amely kielégíti a jelen generációk szükségleteit anélkül, hogy veszélyeztetné s jövő generációk esélyeit arra, hogy ők is kielégíthessék szükségleteiket." Az útépítésben számos próbálkozás, kísérlet történt a különféle ipari melléktermékek - hulladékok – pernye, vaskohászati salakok, bányameddők…- másodnyersanyagként történő hasznosítására, valamint a bontott pályaszerkezeti anyagok – aszfalt, beton, makadám, kő – újrahasznosítására.
Ez utóbbiak újrahasznosítása a különféle szemcsésanyag felhasználási lehetőségeken túl alapvetően a recycling technológiákban van. A szükséges előkészítő vizsgálatokat mutatta be a korábbi 5.1/1. táblázat. Az újrahasznosítási törekvések gyakorlati okai a magas kötőanyag -, energia ár, a kimerülő bányák. Az újrahasznosítás elősegítéséhez megfelelő jogszabályok, ösztönzés és támogatás, megbízható - az alkalmazási kockázatokat vállaló - politika, gazdaságosság - támogatás, árképzés (szekunder anyagár, hulladéklerakási költség, fuvarköltség) szükséges.
Néhány kiemelt hulladék és útépítési hasznosíthatósága erőművi pernyék (P,W) Porszén tüzelésű erőművek lignit -, barnaszén -, kőszén eredetű, filter -, ciklon -, stb. leválasztóval kinyert szilárd égésterméke. Aktivitásuk és kémiai oxidos összetételük szerint: -
savanyú pernye (V) SiO2 45 – 60%, CaO < 15%, aktív mész <10%;
-
bázikus pernye (W) SiO2 20 – 25%, CaO 30 - 40%, aktív mész >10%;
Szemcseméret a szénelőkészítő berendezés-, a kazán üzemi viszonyai- és a leválasztó berendezés minősége, hatásfoka függvénye. Zagytéri salakpernyék a füstgázból leválasztott pernyék vizes hígítással zagytérbe vezetett változata (esetenként mésszel kezelve), szemcsemérete 2,0 – 2,5 mm, magas szén és nedvességtartalommal. A pernyék fellelhetőségéről ad információt a 8.8.1/1. ábra szerinti térkép. 8.8.1/1. ábra A pernyék útépítési felhasználása: közvetlenül töltésépítés, hidraulikus kötőanyagú keverékek adaléka , aszfaltfiller céljára; közvetve:önálló kötőanyagként, kötőanyag gyártásra (fizikai-, kémiai aktiválással), kötőanyag előállítására (erőművi folyamatban), vegyes kötőanyag gyártására (adalékként).
1975 – ’80 közt az országos közúthálózaton 4 millió m2 hidraulikus alap – és erősítő réteg, 5 millió m2 aszfalt épült pernye felhasználásával. Az útépítési kötőanyagként történő felhasználás részletes szabályait – melyekből a fentiekben idéztünk – az ÚT 2-3.603:2002 előírás tartalmazza.
vaskohászati salakok - nagyolvasztó salakok: Ca-Al-Mg szilikátok a bazalthoz hasonló stabil szerkezettel, kémiai összetétellel, megfelelő szilárdsággal, nagy vastartalommal; - konverteres acélgyártási salakok: az előbbinél nagyobb CaO-, kisebb SiO2 tartalommal, széles határok közt változó összetétellel, tömör szerkezettel, nagy szilárdsággal. Felhasználáskor a szabad CaO tartalom kezelendő (pihentetés, hő), ellenkező esetben duzzad. - elektroacél gyártási salak: esetenként vízben oldható nehézfémeket tartalmaz, ami felhasználási korlát. - üstmetallurgiai salakok: az előzőhöz hasonló tulajdonságokkal.
A kohósalak másodnyersanyagként történő kettős – vaskinyerés/zúzott frakciók zúzottkő helyettesítésére – hasznosításának műveletsorát mutatja be a 8.8.1/2. ábra. 8.8.1/2. ábra
Felhasználásuk: - osztályozott kohósalak zúzalék aszfaltbeton keverék adalék 20 % -áig homokként, vagy kőanyagként – N igénybevételi kategóriában kötőrétegként is – ha a kőzetfizikai feltételeknek megfelelnek és igazoltan nem tartalmaznak más kohászati salakot (ÚT 23.301:2010) - 35 % -ig használható zúzott, osztályozott, szennyeződést nem tartalmazó, megfelelő LA szilárdságú kohósalakkő kohósalak-aszfalt burkolatalapokba (ÚT 2-2.307:1992) - megfelelő szemszerkezeti (UKZ 15 % felső méret feletti, 13 % alsó méret alatti szemcse) és felhasználó által dokumentált kőzetfizikai tulajdonságú kohászati salak is használható kötőanyag kipermetezésével és zúzalék kiszórásával készített felületi bevonatokhoz (ÚT 2-3.306:2000) - megengedett Kf-B kőzetfizikájú, 0,02 mm alatt < 1 % szemcsetartalmú kohászati salak Nmf < 800 esetén hideg keveréses és terítéses technológiájú felületi bevonatokhoz (ÚT 2-3.315:2000).
granulált kohósalak (S) A nyersanyaggyártás során keletkező magas hőmérsékletű salak gyors lehűtésével és szemcsézésével (granulálás) előállított üveges, megdermedt anyag, amely mésszel aktiválva hidraulikus tulajdonságú. Felhasználása alkalmasági vizsgálat és engedély szerint történhet. A kötőanyag 60 % -áig terjedő helyettesítése esetén 28 napos, egyébként 63 napos próbatestek szilárdsága vizsgálandó.
További ipari melléktermékek - szénbánya meddő (fekete, vörös), - háztartási szemét égetési salakja, - széntüzelésű erőművek rostélysalakja, - bontási anyagok - aszfalt, beton, egyéb - kő- és kavicsbányák meddői - 8.8.1/1-2 táblázatok. 8.8.1/1-2 táblázatok
Az építési-bontási hulladékok közvetlen keletkezése a korábban is beépített területeken folytatott nagyobb volumenű építkezések – pl. gyorsforgalmi utak…- következménye. Az azonnali rendezés, az illegális lerakás megakadályozása feltételeit teremtette meg a 45/2004.(VII.26) BmKvVM r. az építési és bontási hulladék kezelésének részletes szabályairól. Ebben rögzített feladatok a hulladékfajta szerint elkülönített gyűjtés, a lehetőség szerint az építés során való felhasználás, a maradék hulladékkezelőnek történő kötelező és dokumentált átadása. A hasznosítást szolgálja a hulladékkezelő telepen az előkezelés: aprítás – osztályozás – minőségjavítás – tisztítás. A gépi berendezés áttelepíthető (1 év) -, vagy telepített – célszerűen a hulladékkezelő telephelyére. A berendezések nagyságrendje az 50-100 to/óra kapacitású mobil feldolgozó berendezésektől (8.8.1/3. ábra) a 150-250 to/ó kapacitású, nagytömegű hulladék feldolgozására képes telepített üzemig terjed. Előbbiek közvetlen bontáshelyi alkalmazásra, utóbbiak jó minőségű, nagy választékú, tisztított anyag folyamatos üzemű előállítására alkalmasak, előbbieknél kisebb környezetterheléssel. 8.8.1/3. ábra Felhasználási lehetőségek: alkalmassági vizsgálat alapján aszfalt -, hidraulikus kötőanyagú -, kötőanyag nélküli rétegek adalékanyagaként – lásd korábbi 5 - 6. fejezeteket, földmű felső rétegeként, jobb lehetőség hiányában munkaárkok -, alapgödrök feltöltésére. A felhasználás - az építési termékek műszaki követelményeinek, megfelelőség igazolásának, forgalomba hozatalának és felhasználásának szabályai a 3/2003.(I.25.) BM-GKM-KvVM rendelet szerint történhet, a tevékenység befejezését követően: építési/bontási hulladék
nyilvántartás, hulladékkezelő átvételi igazolása zárja az eljárást. Az ÚT 2-3.706:2003 Bontott útépítési anyagok újrahasználata és hasznosítása. Általános feltételek. című első szabályozás fenti jogszabály figyelembe vételével került kiadásra. Általánosságban rögzíthető, hogy bármely hulladék, melléktermék, bontott anyag másodnyersanyagként történő útépítési hasznosításához az anyag vonatkozó előírásoknak való megfeleltetése, ennek hiányában alkalmassági vizsgálatokkal megalapozott Építőipari Műszaki Engedély (ÉME – lásd 1.4. alfejezet) alapján lehetséges. Az alapvető követelményeket a már idézett 5.1/1. táblázat foglalta össze. A követelmények érzékeltetésére közöljük, hogy a jelenlegi előírások szerint az útépítési felhasználásra szánt bontott aszfalt, - beton max. 1 m % nem-kő összetevőt, 0,1 m % szerves anyagot tartalmazhat. Fontos hangsúlyozni, hogy a felhasználás nemzetgazdasági – ezen belül alapvetően környezetvédelmi érdek – ezért minden lehetséges eszközzel támogatandó, de nemzetgazdasági szinten kell rendezni az ezzel járó anyagi terheket és vállalni kell az ezzel járó műszaki kockázatokat is. A kő -, kavicsbánya meddőket bemutató 8.8.1/1 – 2. táblázatok adatai – az óriási mennyiség – jól szemléltetik a hasznosítás nemzetgazdasági és környezetvédelmi jelentőségét. A közutas szakma az újrahasználat számos területén ért el eredményeket és jutott el a műszaki szabályozottság állapotáig, amint azt a következőkben bemutatottak is dokumentálják. Meglevő pályaszerkezetek újrafelhasználásának hideg és meleg változatira ad döntési sémát a 8.8.1/4. ábra, a helyszíni újrafelhasználás változatait szemlélteti a 8.8.1/5. ábra, az egyes alkalmazások műszaki előírásait foglalja össze a 8.8.1/6. ábra. 8.8.1/4 - 6. ábrák
A technológiák az 5. fejezetben már említett stabilizációkat, illetve a meglevő pályaszerkezetek hideg/meleg újrafelhasználását részletezik.
8.8.2. Hideg-eljárásos újrahasznosítási technológiák
Meglevő makadám pályaszerkezetek helyreállítása/felújítása újrahasznosítással A teherbíráshiányos, tönkrement pályaszerkezetek helyreállítása/felújítás az elhasználódott rétegek cseréjével, aszfaltrétegek ráépítésével, vagy az egyes pályaszerkezeti rétegek
újrafelhasználásával lehetséges, amint azt a 8.8.2/1. ábra is szemlélteti. 8.8.2/1. ábra Amint azt korábban már jeleztük, a magyar közutak közel 90 %-a utántömörödő, ugyanakkor ezek a szerkezetek aránytalanul elhasználódtak, egyenetlenek, teherbírásukat vesztettek, azaz mielőbb helyreállításra szorulnak. Árnyalja és nehezíti a megoldást, hogy a több/sok évtizede építettek korábban közvetlenül a földműre kerültek, egy részük víztelenítése problémás, keresztmetszetük a többszöri szélesítés következtében inhomogén. Ennek a problémakörnek a megbízható, tartós, gyors megoldása csak a teljes szerkezet átdolgozásával, homogenizálásával lehetséges, amit az előbb harmadikként említett megoldással, az ún. újrahasznosítással lehet hatékonyan végrehajtani. A különböző mélységű, - a helyszíni és telepi újrahasznosítást kombináló technológiák vázlatát a 8.8.2/2 -3. ábrák szemléltetik. 8.8.2/2-3. ábrák A technológiának már kialakult hazai előírás rendszere, gépesítettsége, gyakorlata van:
3
keverőtelepi (in plant) - pontosabban telepi keverőgéppel megvalósuló - technológiák esetén hideg eljárással a kötőanyag nélküli (FZKA-, M típusú), hidraulikus kötőanyaggal -, valamint bitumenes kötőanyagként (ritkán higított bitumennel), lassan törő bitumenemulzióval, habosított bitumennel, továbbá vegyes (bitumenes és hidraulikus) kötőanyaggal stabilizációs alapréteg-típusokhoz gyártanak bontott útépítési anyagok felhasználásával keveréket,
(Az ÚT 2-3.707:2009 Bontott útépítési anyagok újrahasználata II. Telepen történő helyszíni hideg újrahasznosítása előírás részletezi az eljárást.) 4
helyszíni (in situ) hidegeljárásos-újrakeveréses (hideg-remix) technológiákkal a régi makadám, aszfalt rétegekből készítenek új hidraulikus -, bitumenes -, vegyes kötőanyagú alapréteget
5
(A betonburkolatok beton pályaszerkezeti rétegként történő – értelemszerűen hideg – újrahasznosítását a 8.10. fejezetben külön ismertetjük.)
A helyszíni hideg újrahasznosítás kötőanyag szerinti változatai: 1 2
kötőanyag nélküli homogenizálás – mechanikai stabilizáció (M), folytonos szemeloszlású zúzottkő alap (FZKA), kötőanyagos újrahasznosítás hidraulikus kötőanyaggal – cement, cementtej, pernye, granulált kohósalak, mész…,
bitumennel – bitumenemulzió, habosított bitumen, vegyes kötőanyaggal – bitumen és hidraulikus kötőanyag együttes (vegyes) cementtej és bitumenemulzió, cement és habosított bitumen… felhasználásával, egyéb, ÉME szerinti technológiával. (a megoldások alapvetően megegyeznek az 5.Alaprétegek fejezet vonatkozó technológiáival) Az egyes kötőanyag-változatok alkalmazásának vázlatát a 8.8.2/4 - 5. ábrák mutatják be. A bitumenemulzió, habosított bitumen alkalmazásának részleteit a 8.8.2/6 - 7 ábrák szemléltetik. A vegyes kötőanyagú technológiát a 8.8.2/8-9.ábra vázolja. 8.8.2/4 – 9. ábrák
A technológiai sor: lazítás, marás - kiegészítő szemcsés anyagok hozzáadása – homogenizálás - kötőanyag adagolás – nedvesítés - ismételt keverés – tömörítés – (utókezelés) A kivitelezést megelőzően alapos tervezési előkészítésre van szükség; adatigény: forgalom, geometria, teherbírás, pályaszerkezet, altalaj, víztelenítés, üzemeltetési tapasztalatok. Az előállítandó szerkezet az ÚT 2-3.707:2008 Bontott útépítési anyagok újrahasználata I. Pályaszerkeezt helyszíni hideg újrahasznosítása szerint empirikus úton méretezhető. A változatok közti döntés: 1 kötőanyag nélküli – kis forgalom esetén, ha az Előírás szerinti szemeloszlás keveréssel előállítható, 2 hidraulikus – kedvezőtlen szemeloszlás, szennyezettség, agyagtartalom, inhomogén pályaszerkezet, túlzott teherbírás hiány esetén, 3 bitumenes – megfelelő teherbírás, magas (<50%) aszfaltanyag arány, egyenletes szemeloszlás, hajlékony pályaszerkezetre irányuló igény esetén,. 4 vegyes – fentitől nagyobb teherbírási igény, kisebb repedési hajlamra törekvés esetén.. Az előbbi felsorolás néhány további meggondolása: 1 hidraulikus kötőanyaggal magasabb teherbírás – lemezhatás – állító elő, nagyobb a repedési hajlama; a hidraulikus kötőanyag elviseli a finomabb jelenlétét, 2 a bitumenes kötőanyagú szerkezet hajlékonyabb, károsodás nélkül jobban alépítmény mozgásait; apróbb szemek jelenlétére érzékeny, ami azonban bitumen felhasználásával ellensúlyozható.
de ennek szemcsék követi az habosított
8.8.3. Meleg eljárásos újrahasznosítási technológiák Az aszfalt több előnyös tulajdonsága közül kiemelendő fontosságú az igen jó hatásfokú újrahasznosíthatósága. A világ legnagyobb aszfaltgyártó és felhasználó országaiban –elsősorban
az Egyesült Államokban- az aszfalt lett a legnagyobb mennyiségben újrafelhasznált anyag. Jellemző az is, hogy az ásványi alapanyagokban szegényebb országokban olyan újrahasznosítási technológiák fejlődtek ki, amelyek igen nagy hányadban hasznosítják a régi aszfaltot.Az európai aszfalt újrafelhasználás arányait szemlélteti a 9.8.3/1. táblázat. Az aszfaltok újrahasznosítása régi törekvés, így korszerű új technológiaként tárgyalva azt sem kell elfelejtenünk, hogy a Magyar Asphalt Rt. Illatos úti aszfaltgyárában az öntött aszfalt gyártásához már a 1920-as évek végén régi öntötaszfalt bontásból származó anyagot mintegy 40 tömeg % -nyi mennyiségben adagoltak vissza. A régi aszfalt felhasználása az állam, a tulajdonos érdeke és kötelessége is. A kivitelezőket viszont abban kell érdekeltté tenni, hogy hatékony színvonalon teremtsék meg az újrahasznosítási technológiák műszaki feltételrendszereit. 1
a régi aszfaltból származó, előkezelt visszanyert aszfaltot a nagyobb használati értéket képviselő új hengerelt- és öntöttaszfaltok gyártásához a megengedett mértékben adagolva használják fel.
2
a helyszíni meleg eljárással viszont az új aszfalt kopóréteget, vagy kötő- és kopóréteget (azaz új aszfaltburkolatot) adott esetben az útban fekvő teljes aszfaltréteg(ek) felhasználásával építik.
Keverőtelepi újrafelhasználás – az aszfaltanyag újrafelhasználásra előkészítése Az aszfaltok újrafelhasználásának hazánkban leginkább elterjedt módszere a keverőtelepi melegeljárásos technológia. Az eljárás lényege, hogy új aszfaltkeverékek gyártása közben a visszanyert aszfalt beadagolásával a régi aszfalt újrafelhasználásra kerül. Különböző keverőgép típusok – kialakításuktól függően – jelentősen eltérő mennyiségű visszanyert aszfalt gazdaságos újrafelhasználására alkalmasak. A visszanyert aszfalt előkészítése alapvetően kétféle módszerrel történhet: 1
marással,
2
bontással és aprítással.
A marási művelet elvileg kétféle módszerrel is történhet: 1
meleg-marással, ami azonban inkább a helyszíni eljárás első művelete,
2
hideg-marással.
A meleg burkolatmarási eljárás előnye, hogy a gépalkatrészek igénybevétele kisebb, ezért azok lassabban használódnak el, továbbá hogy a felmart aszfalt zúzalékja nem aprózódik. Hátránya, hogy a melegítéshez szükséges inframelegítőnek nagy az energiaigénye. Meleg marási eljárást ezért szinte kizárólagosan csak helyszíni meleg újrafelhasználásra alkalmaznak. Ez alól kivételt képezhetnek különféle speciális esetek. Például nagy nyílású ortotrop acélhidak burkolatának felújításakor (főleg városi hidak esetében) előnyösebb lehet a melegmarás a hidegmarás fokozott zaj- és porártalmának elkerülése céljából és/vagy a szigetelőréteget érő mechanikai hatások
csökkentése miatt . A hidegmarás előnye, hogy kevesebb az energiaigénye, a kötőanyag nem károsodik, a munka bármilyen időjárási körülmények között végezhető, a tárolt anyag nem tapad össze és a marási eljárás jól vezérelhető. Hátránya, hogy a kőváz jelentősen aprózódik, a marófej kopása nagy és maga az eljárás meglehetősen zajos. Összességében mégis az aszfalt visszanyerésének leghatékonyabb eszköze a hidegüzemű burkolatmaró, mivel az így nyert aszfalt – a bontott aszfalttal ellentétben – további feldolgozást nem igényel az újrafelhasználás előtt. Az aszfalt visszanyerésének másik módszere a bontás, amely bármilyen, megfelelő teljesítményű földmunkagép, például bontókalapáccsal felszerelt hidraulikus kotró, vagy lánctalpas homlokrakodó alkalmazásával végezhető. A bontási eljárás nagy előnye, hogy nincs öregítő hatással a kötőanyagra, hátránya hogy a különböző anyagok bontás közben nem választhatók szét. A bontott anyagot billenőplatós tehergépkocsival szállítják az aszfaltkeverő telepre, ahol szilárd burkolatú gyűjtőhelyen kerül tárolásra. A bontás során nyert durva törmeléket aprító géppel fel kell dolgozni ügyelve arra, hogy a töretben a 2 mm-nél kisebb szemcsék részaránya ne legyen nagyobb, mint 45 %. Az aprítás történhet kalapácsos törővel és pofás törővel. A törési technológia terméke 0-60 mm szemnagyságú aszfalt-granulátum, amelyet frakcionált osztályozón kell szétválasztani. A 0/8 és a 0/32 mm-es frakciók a feldolgozásra alkalmas depóniákba kerülnek, míg a túlméretes 32/60 mmes rész visszadolgozásra kerül a törőgépbe. A bontott, illetve a mart aszfaltot a keverőtelepen célszerű tárolni. A tárolótér burkolatát eséssel kell megépíteni, hogy a víz elvezetése biztosított legyen. Azért, hogy az aszfalt-granulátum összetapadását elkerüljük, 3 m-nél magasabb depóniát nem szabad képezni, így az aszfaltgranulátum tárolásához nagyobb alapterületre van szükség, mint a kőzúzalék tárolásához. Az aszfalt-granulátum tartós tárolását mészkőliszt, vagy homok hozzákeverésével kell végezni az összetapadás és a csomósodás elkerülése érdekében. Ezt nevezzük „púderezésnek”. Fontos követelmény, hogy külön kell tárolni a bontott és a mart aszfaltot, illetve a kopó-, a kötőés az alaprétegből nyert aszfaltot. Az új aszfalt gyártásánál jelentős energia takarítható meg az aszfalt-granulátum tető, de legalább fólia alatti tárolásával, megvédve a csapadék behatolásától. A visszaadagolhatóság mennyiségi arányát az aszfalt-granulátum nedvességtartalma jelentősen befolyásolhatja.
A visszanyert aszfalt felhasználási lehetőségei A visszanyert aszfalt a használt aszfalt pályaszerkezeti rétegek különböző módszerekkel – marással, marással és átrostálással, bontott aszfaltok művi aprításával és rostálásával – fentiek szerint előkészített, tárolt olyan szemcseméretű anyaga, amely az új aszfaltkeverék gyártásához meghatározott mennyiségben visszaadagolható. A keverőtelepen felhasználható mennyiség – technikai oldalról az új keverék ásványi vázának 10
- 70%-a - a bontott, granulált anyag felmelegítési megoldásának, illetve a felhasználási területnek a függvényében. Visszanyert aszfaltok aszfaltkeverő gépben történő felhasználásának megoldási vázlatát mutatják a 8.8.3/1 -2. ábrák. 8.8.3/1-2. ábrák A visszanyert aszfalt granulátum adagolása az ásványi váz 10 %-áig bármely kategóriában -, 20 %-ig bármely N igénybevételi kategóriájú, illetve F kategóriájú alap- és kötőrétegeknél -, 20 % feletti arányban N igénybevételű alaprétegeknél megengedett. (ÚT 2-3.301- 8:2008 Útépítési aszfaltkeverékek. Visszanyert aszfalt) Az öntött aszfalt ismételten öntött aszfaltként a keverőgépbe (reiser) az összetétel figyelembe vételével N igénybevételi kategória esetén 40%-ig, F igénybevételi kategória esetén csak 10%-ig adagolható vissza .
Aszfaltburkolatok helyszíni újrahasznosítása meleg eljárással A vonatkozó előírás az ÚT 2-3.709:2006 Út-pályaszerkezeti aszfaltrétegek helyszíni újrafelhasználása melegremix eljárással. Az aszfaltok meleg helyszíni újrafelhasználásának a technológiái: 1
a meleg újraérdesítés (a regripping eljárás),
2
a meleg újraprofilozás (a reforming eljárás),
3
a felmelegítéses ráburkolás (a reshaping eljárás),
4
a meleg újraprofilozásos és ráburkolás (a repaving eljárás),
5
a meglévő réteg aszfaltjának újrakeverése (remix eljárások).
Mindegyik módszer alapja, hogy a meglévő kopóréteg fellazítható, könnyen felmarható legyen az újraprofilozás, az újrakeverés, vagy a felületre melegen ráépíthető új aszfalttal való új burkolattá való kialakítás érdekében. A helyszíni melegeljárásos újrahasznosítási technológiák alkalmazásakor megfelelő eredményt csak egyenletes hőmérsékletű réteggel lehet elérni, ezért az érintett réteget infra-hősugárzóval, vagy nagyfrekvenciás elektromágneses hullámokkal melegítik fel. A korábbi 8.6/2. táblázat, 8.6/3. ábra összefoglalják, illetve szemléltetik az előbb írtakat.
Repaving eljárás A repave eljárás hazánkban korábban gyakrabban alkalmazott egyszerűbb módszere a finnek által kidolgozott, hazánkban jó két évtizede alkalmazott infradominó eljárás. Ennek lényege, hogy a meglevő kopóréteg felületének infra felmelegítését követően nem marják fel a meglévő aszfalt
kopóréteget, hanem a felmelegített burkolat-felületre egy hagyományos finisserrel egy új aszfaltréteget terítenek. A 2-3 cm vastag új aszfaltréteg a felmelegített régi aszfalttal a hengerléssel összedolgozzák. Az infradomino eljárás előnye, hogy kisebb gépigényű, költségkímélőbb megoldás. A modern repave eljárás lényege, hogy a meglévő kopóréteg felületének infra felmelegítését követően a célgép maró hengerei a burkolat felületét fellazítják, a laza keveréket az első elosztócsiga elteríti, a lehúzópad kialakítja az új profilt. A laza, meleg rétegre a második elosztócsiga új keveréket terít, majd azt a beépítőpad előtömöríti. (Ennél az eljárásnál tehát a meglévő réteg aszfaltját nem keverik át, nem „remixálják)
A két réteg végleges betömörítése egyszerre, hengerekkel történik. A meleg marás és profilirozás, valamint az új kopóréteg ráépítése ezen korszerűbb megoldással ma egyetlen célgéppel történik. (8.8.3/3.ábra) 8.8.3/3.ábra
Remix eljárások A helyszíni meleg újrafelhasználási technológiák közül a remix eljárás - admix és a remix-plusz eljárások - alkalmazása a legelőnyösebb. Az eljárás olyan technológia, amelynek során speciális, többfunkciós gép a felmelegített aszfalt kopóréteget (vagy a kopóréteg hideg lemarását követően meghagyott réteget ) melegen felmarja, a felmart aszfaltot szükség szerinti mennyiségű bitumenes alapú kötőanyag és/vagy kőanyag hozzáadásával a gép keverőegységében megkeveri, majd a gép (finiserrel megegyező kialakítású) beépítő egységével, elteríti, előtömörítetten beépíti. A remix eljárások fejlesztése már 30 éve zajlik, napjainkra Nyugat-Európában és Amerikában standard eljárásként honosodott meg.
A remix eljárások alkalmazási lehetőségei A meglévő burkolat állapotának, tönkremenetelének függvényében a remix eljárás alkalmazása során különböző, a kialakult állapot okait megszüntető anyagok hozzáadása lehetséges. A károsodási jelenségekből következtetni lehet a tönkremenetel okára, ami meghatározza a remixáláshoz használandó új bitumen, - kőanyag, új (de nem feltétlenül szabványos összetételű) aszfaltkeverék tulajdonságait az alábbiak szerint: 1
Az egyenetlen, deformálódott, nehézgépjármű forgalom alatt nyomvályúsodott burkolat
az aszfaltréteg nem megfelelő stabilitására utal, aminek kiváltó oka a túl lágy bitumen, a túl nagy kötőanyag-tartalom, illetve a szilárd ásványi váz, az adalékanyag durva szemcsefrakciójának hiánya, a nem megfelelő szemeloszlás lehet. A remixálás során a hozzáadagolandó új keverékkel a tulajdonságok javíthatók. Olyan új aszfaltkeverékkel történő remixálásra van szükség, amely kemény kötőanyaggal készült, illetve nagy hányadban tartalmaz az adalékanyaga durva szemcséket. 2
A bitumendús, elzsírosodott, nem kellően érdes felület kialakulásának oka a nagy kötőanyag-tartalom, a nagy töltőanyag-tartalom, az adalékanyag homokrészének kis zúzott homok aránya és az adalékanyag nem kellően kopásálló kőanyaga lehet. A tulajdonságok feljavítása céljából a remixálás során olyan új aszfaltkeverék használata szükséges, amelynek adalékanyaga kopásálló kőanyagot, homok része pedig kizárólag zúzott homokot tartalmaz.
3
A burkolaton lévő felületi bomlások, kopások az aszfalt homoktartalmának és a kisebb szemcseméretű frakcióknak a forgalmi igénybevételek okozta kipergésére utal. A remixálás során ebben az esetben az új aszfaltkeverék hozzáadásával a hiányok pótolhatók.
4
A meglévő kopórétegen található repedések kiváltó oka a kötőanyag elöregedése, keményedése, a kopóréteg nem megfelelő rétegvastagsága, a kopóréteg és a kötőréteg nem megfelelő együttdolgozása, rossz tapadása lehet. A remixálás során lágy bitumen kötőanyaggal gyártott új aszfaltkeverék hozzáadagolása szükséges.
5
A remixált rétegre szükség szerint új kopóréteg is építhető (hot in hot).
ADMIX technológia - újrakeverés additív anyag hozzáadásával. Az eljárás során a felmelegített, fellazított és keverőegységbe továbbított régi aszfaltkeverék kiegészítésre kerül olyan anyagokkal, amelyek hatására előállítható egy megfelelő, előírt paraméterekkel rendelkező új aszfaltkeverék, mely visszaterítés és tömörítés után egy új építésű aszfaltréteg tulajdonságaival rendelkezik. Az ADMIX technológia célirányos alkalmazási területei: 1
az eredeti keverék összetételi hibája miatt deformált, keréknyomos szakaszok javítása,
2
a kötőanyagában leöregedett, felületi hámlást, kipergést mutató rétegek megújítása,
3
típusváltás - például ha a burkolaterősítés során a meglévő - esetleg deformált vagy leöregedett - kopóréteget a pályaszerkezetben az újonnan épülő kopóréteg alatt kötőrétegként kívánják alkalmazni. Ilyenkor a felújítás során a meglévő, például AC-11 típusú kopóréteget AC-22 kötőréteggé, vagy a felújítás során kötőrétegként is építhető AC-16 típussá alakítják át.
Az ADMIX technológia során az adagolandó kiegészítő keverék összetételét és mennyiségét a felújításra kerülő aszfaltréteg összetételének ismeretében és a tervezett keverék kívánt paramétereinek megfelelően laboratóriumi vizsgálat alapján kell meghatározni. A 8.8.3/4. ábra az ADMIX eljárás folyamatát, a 8.8.3/5. ábra pedig, a burkolatprofilt mutatja be az eljárás előtt és után. 8.8.3/4 -5. ábrák
REMIX PLUSZ technológia – az ADMIX technológia új aszfaltréteggel kiegészítve
Az eljárás során a felmelegített, fellazított meglévő aszfalt friss bitumen, vagy rejuvenáló szer bevitelével, esetleg változatlan összetétellel homogenizálás után kerül visszaterítésre és felületére egyidejűleg egy új 1,5-3,0 cm vastag réteget terítenek, majd a visszaterített és az új aszfaltréteget együtt tömörítik, így biztosítva a két réteg megfelelő kötését és együttdolgozását. A technológia csak két elosztócsigával, külön lehúzóval, éldöngölővel és vibropallóval rendelkező célberendezéssel alkalmazható, a külön elosztócsiga és lehúzó a remixált réteget, a második egység (egy tulajdonképpeni finiser) pedig az új kopóréteg aszfaltját dolgozza be. A REMIX PLUSZ technológia alkalmazási területei: 1
elöregedett, plasztikusan nem deformált kopóréteg felújítása,
2
polírozódott felületek javítása,
3
a felület típusának megváltoztatása,
4
a pályaszerkezet kismértékű - legfeljebb 4 cm vastag - megerősítése.
A 8.8.3/6. ábra A REMIX PLUSZ eljárás folyamatát, a 8.8.3/7. ábra pedig, a burkolatprofilt mutatja be a REMIX PLUSZ eljárás előtt és után. 8.8.3/6 - 7. ábrák Az egyes eljárásokhoz különböző munkaszélességben (pl. csak hosszcsatlakozás javítására is), illetve mélységig dolgozó gépláncok állnak rendelkezésre. Irodalom: ÚT 2-3.307:1992
Kohósalakaszfalt útpályaalapok és burkolatok
ÚT 2-3.707:2008
Bontott útépítési anyagok újrahasználata I. Pályaszerkezet helyszíni hideg újrahasznosítása
ÚT 2-3.708:2009
Bontott útépítési anyagok újrahasználata II. Telepen történő hideg újrahasznosítás
ÚT 2-3.709:2006 eljárással
Út-pályaszerkezeti aszfaltrétegek helyszíni újrafelhasználása melegremix
ÚT 2-3.301-8 :2008 Útépítési aszfaltkeverékek. Visszanyert aszfalt. Dr. Szakos: Útfenntartás (előadások szakmérnök hallgatóknak)
8.9./ Kőburkolatok és fenntartásuk A kőburkolat a XIX. században, a XX. század elején a fogatolt járművek számára épített utak kedvelt burkolata volt. Napjainkban a vegyes rendeltetésű területeken, a visszaépítés kapcsán, speciális célokra (pl. autóbusz öblök) illetve díszburkolatként – nagyobb részt műkőből, de növekvő mértékben értékes természetes kőzetekből készítve – reneszánszát éli ez a burkolat típus. Jelenleg az országos közutakon már csak 25 km-t, alig 1 %-ot képviselnek a kő-, műkő burkolatok, de a helyi közutakon még 1778 km üzemel A pályaszerkezet: burkolókő – ágyazó homok – burkolatalap (kötőanyag nélküli, hidraulikus kötőanyagú) – tömörített földmű. Az idomkő pályaszerkezet metszetét a 8.9/1. ábra, a betonkő pályaszerkezetet a 8.9/2. ábra szemlélteti. 8.9/1 - 2. ábrák
Méretezés: 1
típus pályaszerkezet a terhelési osztály függvényében ,
2
számítási eljárásokkal, diagrammal
A méretezés szempontjai/nehézségei: A burkolóelemes pályaszerkezet viselkedését tekintve "rendkívül hajlékony pályaszerkezet"! A méretezés lépései "hagyományos módon" a tervezési forgalom alapján a terhelési osztály megválasztása - a földmű teherbírásának (E2) és fagyveszélyességének figyelembe vétele - a terhelési osztálynak megfelelő pályaszerkezet megválasztása az adottságoknak legjobban megfelelő burkolatalap fajtával (típus pályaszerkezet).
A méretezés nehézségei: - állandó/időszakos extrém terhek (szemétszállítás, árueltöltés, rendezvények járművei, fenntartás gépei...) a legkisebb forgalmi terhelési osztályban - még a gyalogos övezetben - is, - extrém függőleges teher kis felületen. Pályaszerkezet típusokat mutatnak be /2/ szerint a 8.9/3-4. ábrák. 8.9/3 - 4. ábrák
A burkolóanyag: természetes burkolókövek 1
nagy idomkő burkolatok: nagykockakő, háromnegyedes kockakő, fejkő, sorkő és járdakő, nyers kockakő (ciklopsz- és idomított-, közönséges terméskő, görgetegkő),
2
kiskő burkolatok: kiskockakő, kiskő, szabálytalan kiskő, lemezes kiskő, óriás kavics,
3
elemes burkolatok
mesterséges burkolókövek: 1
keramit, klinker -, kongó-, hagyományos égetett tégla,
2
betonkő, gyephézagos betonkő.
A burkolókövek előállítása: természetes burkolókövek 3
anyag: gránit, bazalt.... – hasítás, idomítás kézi szerszámokkal/géppel
mesterséges burkolókövek: 4
anyag: kohósalak – öntés, tégla –zsugorodásig égetett agyag, keramit – porrá őrölt márga préselve, majd magas hőfokon égetve (magyar specialitás), betonkő - préselve
A természetes burkolókövek közül a nagy idomkövek alapmérete a 18 cm, a szabályos kockaalaktól – nagykockakő - a fenti felsorolás sorrendjében egyre nagyobb az eltérés; a szélsorkő 18-22 cm, a járdaszegélykő min. 60 cm hosszúságú. A kiskockakő 8-10 cm -, a kiskő 4-10 cm kiterjedésű. A napjainkban járatos betonkövek rendkívül változatos megjelenésűek. A kőburkolatok anyagát a 8.9/5-6. ábra, a mesterséges betonkövek egyes jellemző változatait a 8.9/7-8. ábra mutatja
8.9/5 - 8. ábrák idomok h:v =< 4:1 •
lapok
h:v > 4:1, h:sz < 3:1, h < 1m •
lemezek
h:v > 4:1, h > 1m A kő/műkő burkolati elemek elnevezése és kiterjedése a vonatkozó UT 2-3.212:2007 Mesterséges kőburkolatok szerint - idomok - h:v =< 4:1 - lapok - h:v > 4:1, h:sz < 3:1, h < 1m - lemezek - h:v > 4:1, h > 1m Kőburkolatok fektetése: A földmű teherbírási követelménye E2=50-70 MN/mm2, az alaprétegnek a típusára vonatkozó előírások szerinti minőségűnek, a vízelvezetés érdekében megfelelő oldalesésűnek kell lennie. Az ágyazat: feladata az ágyazás és a vizek kivezetése; anyaga: homok, zúzott homok, zúzalék max. 5 mm szemnagysággal. A kőburkolat fektetése kézi erővel, vagy gépesített formában, meghatározott minták szerint történik. Az idomkövet és a mesterséges burkolóköveket szegélyek közé rakják, a termés-, illetve görgetegkő burkolatoknál a szélekre a nagyobb méretű elemeket helyezik. A kézi fektetés szerszámai a kövező kalapács és a döngölő (25 kg!). A munkafolyamat az ágyazó homok lehúzását követően a burkolókő megfelelő hézaggal (3-5-12 mm kőmérettől függően), meghatározott mintázattal történő elhelyezése a legalacsonyabb helyről, illetve a szegélytől kiindulva, majd a hézagok homokolása, iszapolása, a kövek döngölése, végül ismételt homokolás. A gépi fektetés mintázat szerint rakodólapra helyezett idomok elhelyezésével, majd hézagigazítással történik. A lefektetett kőburkolatot homokolják, vibrálják, majd hézagolják. A gépi fektetés elrendezéséről tájékoztat a 8.9/9. ábra. 8.9/9. ábra A nagykockakő burkolatot a kőkötés szabályainak megfelelően, sorokban helyezik el, a sorok az út tengelyére merőlegesen, vagy 45 fokban helyezkednek el. A szegély mellőli indítás
kötőszögkővel-kötőkővel, vagy ún. püspöksüveg kővel történik – 8.9/10. ábra. 8.9/10. ábra A kiskő burkolatokat ívszeletben, legyezősen, a legyezőket átkötve, illetve szinuszosan rakták. Az idomított terméskő burkolatot a széleken megtámasztják. Részletek a 8.9/11-14. ábrákon. 8.9/11-14. ábrák
A beton burkolóköveket az oldalfelületük kapcsolódása alapján három csoportba sorolják (8.9/7. ábra) – a mind a négy oldalfelületen kapcsolódókat halszálka kötésben-, a két oldalfelületen kapcsolódókat a tengelyre merőleges sorokban futó kötésben fektetik, az egyenes oldalfelületű köveket szorosan egymás mellé helyezik el – 8.9/15-16. ábra. 8.9/15-16. ábrák Meghatározott esetekben (üzemanyag, intenzív vízfolyás) a hézag felső 30 mm-t cementhabarccsal/bitumennel/műgyanta habarccsal töltik ki, az alábbiak szerinti meggondolásból: A hézagkitöltés feladata, hogy kiegyenlítse a burkolóelemek méreteltérését, stabilizálja az elemeket, tegye lehetővé a hőmozgást, biztosítson az igényeknek megfelelő járható felületet, tegye lehetővé a felület takarítását, szükség szerint csökkentse a forgalmi zajt, legyen esztétikus. A kitöltő anyag kiválasztása célszerűen az igénybevétel, a burkolóanyag, az esztétikum, a költségek (építés/fenntartás) figyelembe vételével történik. A kiválasztást segítő szempontok: A hagyományos homok alkalmazása gyors, építéskor olcsó, de a használat során (csapadék, forgalom, takarítás) anyagveszteség léphet fel, hatására az idomok elmozdulhatnak, afolyókák eltömődhetnek. A homokolt hézagú felület gyalogos használata kényelmetlen, a hézag folyamatos karbantartást igényel, koncentrált csapadéknak kitett helyek – pl- ereszvonal – kirajzolódnak, fedett helyen a hézaganyag kiszárad, porlik. A cementhabarcs hézagolás kötött ágyazatot igényel, a hőmozgás, - fagy a hézagkitöltést rongálja, tágulási hézagokat kell kialakítani, a burkolaton habarcsfátyol marad vissza, az olvasztósók rongálják, a javított felület színe eltérő. A bitumenes kiöntés nem esztétikus, a kivitelezés és a majdani fenntartás időigényes, a kivitelezés időjárás függő. Az előbbieknél magasabb építési költségű, de a jól megválasztott műgyanta habarcsos kitöltés számos fent említett hátrányt kiküszöbölhet.
Így: - egyszerűen bedolgozható, a felületről visszaseperhető, gyorsan szilárdul, öntömörödő, - a terhelés figyelembe vételével differenciáltan választható, - fagyálló, olvasztósó álló, - géppel takarítható, - előnyős fenntartási tulajdonságú – foltokban esztétikusan javítható, nem mohásodik.
Kőburkolatok fenntartása : karbantartás:
törött, kimozdult elemek cseréje, megsüllyedt kisebb felületek újrakása
Tanács: a felszedést 2-3 kő kimozdításával, szükség szerint összetörésével lehet elkezdeni. helyreállítás/felújítás: Az egyenletesség, felületi vízelvezetés, csúszásellenállás szempontjából nem megfelelő burkolatokat felszedik és az alap esetleg szükséges javítása után újrarakják. A teljes méretű (kocka) kövekből épített burkolatok esetén mód van a kövek forgatására és így az érdesség helyreállítására. Amennyiben a régi kőburkolatokat a fenntartó más burkolatra– aszfaltbeton - kívánja cserélni, rendkívül célszerű a burkolókő felszedése és az azt követő pályaépítés. A burkolókő érték, méret és minőség szerint külön kell tárolni. (A fővárosnak e-célból kőtára van.)
Irodalom 1.
Dr. Vásárhelyi Boldizsár: Útépítéstan, Tankönyvkiadó, 1963.
2.
Brian Shackel Betonkő burkolatok kézikönyve, TERC-MEASZ, Budapest, 2002.
3.
ÚT 2-3.212:2004 Betonkő burkolatú pályaszerkezetek tervezése és építése, MAUT
4.
ÚT 3-2.104:1983 Beton, kő- és műkő burkolatok
5.
ALAKART Ipar- és Képzőművészeti Kft. Térburkolatok tervezése, kivitelezése, üzemeltetése, ROMPOX fugázóhabarcsok, alkalmazástechnika
6.
Leier Hungária Kft. Tér tudat 2012.
7.
Dr.Szakos Pál: Útfenntartás (előadások szakmérnök hallgatóknak)
8.10/ Betonburkolatok fenntartása Az alábbiakban alapvetően a hazai gyakorlatban alkalmazott hézagolt betonburkolatok fenntartásár vonatkozóan teszünk megállapításokat, folytatva a 7. fejezet építésre vonatkozó ismertetését. Betonburkolatok tartóssága, lehetséges hibái A betonburkolatok tipikus hibaforrása a repedésérzékenység. Az átmenő repedések a gátolt-, illetve a lassú alakváltozás következményei, melyek ellen hézagképzéssel lehet védekezni. A hézagokat fűrészeléssel alakítják ki. A kötési folyamat előrehaladásához képest korai hézagvágás az élek törését okozhatja, az elkésett hézagvágás a fent említett repedések kialakulásához vezet. Felületi-, vagy kéregrepedések keletkeznek az utókezelés hiányosságai, azaz a gyors kiszáradás következtében. A repedési hajlamot növeli a cement trikalcium-aluminát tartalom növekedése, a nagyobb őrlési finomság, a gyártási - (változó cementadagolás, túl hosszú szállítási távolság) és beépítési (nem egyenletes vastagság) szabálytalanság, csökkenti a lemezvastagság növelése. Az útbeton fagyállóságát, kopásállóságát befolyásolják az adalékanyag kőzetfizikai tulajdonságai, utóbbit kedvezőtlenül befolyásolja még a túlzott habarcsmennyiség. A téli útfenntartás olvasztósóival szembeni ellenállást a keverék légpórus képzésével oldják meg. A betonburkolatok a többi pályaszerkezethez hasonlóan rendszeres felügyeletet, állapotfelvételt, a hibák/javítások nyilvántartását igénylik. A hibák nyilvántartása célszerűen táblánként történik. Amennyiben a táblák építéskor nem kerültek állandósított számozásra, azt az első hibafelvételkor nyilvántartásilag pótolni kell. Egy lehetséges megoldás – betű-szám kombináció: pályaoldal [B/J – bal/jobb] – km-hm-tábla szám – sáv jele [E/H/GY/L – előző/haladó/gyorsító/lassító]. Példa: J22316E – jobb pálya előző sávjában a 22+330 km szelvénytől a 16. tábla. A hibák archiválása a vizuális megállapítások szöveges leírásával, képrögzítéssel, mért adatok feljegyzésével történik. Az összesített állapotjellemzéshez hibatípusonként - értelemszerűen – rögzíteni kell az érintett táblák számát, a hibával érintett felület % -át, az érintett él -, - hézag -, - repedés hosszat, a sarokletörések számát …
A betonburkolatok fenntartási kategóriái és munkafajtái Karbantartási munkák 1 hézagkezelés, 2 repedésjavítás, 3 felületi hibák javítása, 4 vízelvezetés javítása (growing) 5 egy-egy tábla teljes, vagy részleges cseréje.
Helyreállítási munkák 1 nagyobb hosszon végrehajtott hézagkezelés, 2 táblák szintre emelése, stabilizálása, 3 nagy felületű bevonatok. Felújítási munkák 1 felépítmény-, alépítmény átfogó javítása. A lehetséges beavatkozásokat a 8.10/1.táblázatban foglaltuk össze. 8.10/1.táblázat Az egyes fenntartási kategóriák időbeni jelentkezése 1 hosszú – 15-25 éves – helyreállítási-igény mentes periódus, ismétlődő hézagkezelési feladattal, 2 átmeneti helyreállítási intézkedések – táblaemelés, 3 nagyon hosszú – 30-50 éves – felújítási ciklusidő, amit követően költséges és hosszú időn át tartó felújítási intézkedések szükségesek, rendszerint kapacitásnöveléssel. Felületi hibák javítása Javítás az összes felület 65 % -a, - egybefüggő hiba esetén 25 % -a terjedelméig célszerű Cement kötőanyagú javítás: kijelölés-hibás részek eltávolítása (min. 20 mm-ig), Műgyanta alapú habarccsal javítás – 20 N/mm2 feletti átlagos nyomószilárdság felett. Felület nagyobb kiterjedésű kezelése: 1 felület impregnálása légpórusszegény -, késő ősszel épített beton esetén anyagai: lenolaj, epoxigyanta, alkyl-szilán, 2 felületalakítás: o tisztítás – víz-, homok-, lángsugárral (pl. repülőtéri fel-, leszállópályák esetén), o marás – csúszásellenállás növelése-, egyenetlenség javítása céljából, o csiszolás, o gépi szemcsézés, A felület megmunkálási műveletek 3
4 5 6
A marás gyorsan/lassan forgó, vagy mozgó/rögzített maró szerszámokkal történik. A mozgó szerszámok a felület habarcsfelhordással való javítását készítik elő, illetve a vízlefolyást javítják, a táblalépcsőket szüntetik meg. A nagynyomású vízsugaras kezelés a felület tisztítását -, a felületen levő idegen anyagok eltávolítását szolgálja Az acélszemcse -, vizeshomok szórás tisztítási -, felületi réteg eltávolítási -, érdesítési célú, a felületi szilárdság megőrzésével. Véséssel kis felületeken vastagabb rétegek eltávolítását szolgálja, a törött részek
7
8 9
szerkezete a munka során fellazul. A gépi stokkolás több függőlegesen mozgó szerszámmal végzett gépi vésés kisebb szilárdságú részek eltávolítása -, egyenetlen felületek javítása céljából. Az esetleges javítóréteg szemcseszórás után hordható fel. A csiszolás gyémánt vágótárcsa sorral történik. 10 mm mélységig változatlan szilárdságú, érdes felületet alakít ki. A rovátkolás (groving) a vízelvezetés javítását, gyorsítását szolgálja.
Az egyes műveletek más műveletek előkészítéseként, illetve önállóan is jelentkezhetnek a 8.10/2. táblázat szerinti összefoglalásban. 8.10/2. táblázat
Hézagok kitöltése /7/ A hézag: a burkolaton, pályaszerkezetben tervszerűen kialakított megszakítás, melyet a víz -, szennyeződés bejutása ellen le kell zárni. Cél: felületi vizek-, téli érdesítő anyag-, egyéb idegen anyagok bejutásának megakadályozása. Hézagtípusok: vakhézag – keresztmetszet gyengítés a repedésképződés megelőzésére, mélysége kereszthézagnál a keresztmetszet 25-35 %-ában, hosszhézagnál a keresztmetszet 33-45 %-ában; szélessége első menetben 3,0-3,5 mm, második menetben 8-15 mm-re szélesítve, a várható megnyúlás függvényében, 25-35 mm mélységig. terjeszkedési hézag – alapozott -, eltérő hőmozgású szerkezetekhez való csatlakozásnál, R > 400 m ívek kezdetén, - végén, felüljáró hídfője előtt. szoros hézag – korábban épített betonburkolathoz való csatlakozás elválasztó bevonattl, teherátadó vasalással. A keresztirányú vakhézag kialakítását a korábbi 7.4/4. ábra, a hosszirányúét a 7.4/5. ábra, a terjeszkedési hézag kiképzését a 7.4/8. ábra szemléltette. A hézaglezárást szükség szerint helyenként javítani kell, rendszeres időközönként pedig teljes hosszában helyre kell állítani. A hézagjavítás technológiai lépései: hézagképzés,- tisztítás, régi kitöltőanyag eltávolítása, -újravágás (ha kell), - hézagfalak tisztítása, - kellősítés (szükség szerint), - hézagtömítés behelyezése (ha alkalmazzák), - hézagkitöltés. Rávágással fenntartott vakhézagot mutat be a 8.10/1.ábra.Szoros hézag lezárását szemlélteti a 8.10/2. ábra 8.10/1 - 2. ábrák
Újraöntési gyakoriság: hosszhézagnál 3-5 évenkénti, kereszthézagnál 5-8 évenkénti. A kitöltés az aszfaltburkolatoknál (8.4.2. fejezet) repedés, hézagjavítás cím alatt ismertetettek szerint történik. A hézagkitöltés, - lezárás anyagai: melegen önthető ~, hidegen bedolgozható ~ mint 8.4.2., előformázott ~ Előformázott hézagkitöltő profilok: vulkanizált gumiból készült,előformázott, rugalmas, összenyomható, a betonburkolatok hézagaiba céleszközzel behelyezhető, a hézagrést tömítő, vízbehatolástól elzáró nyitott -, üregkamrás -, zárt profil. Előformázott hézagkitöltő profilok alkalmazásának sajátos feltételei: - beépíthető csapadékos időben is, de követelmény a jégmentes hézagrés - a keresztezési pontok szigetelése, a csatlakozások leragasztása csak száraz felületen sikeres - a ragasztást a gyártó által adott hőmérsékleti tartományban végezhető - követelmény a párhuzamos, egyenletes hézagfal – 1 mm feletti lépcső kiegyenlítendő - a sérülésmentes beépítés érdekében az éleket le kell tompítani - beépítés célgéppel – fektetődob, kocsi -, kisebb hosszakon – kereszthézag - kézzel, keményfa vagy műanyag ék alkalmazásával - a beépítéskori hosszváltozás max. 5% lehet - ügyelni kell a nyitott és üreges profilok csavarodásmentességére - beépítés először a kereszt, majd a hosszprofilba – ábra szerinti kialakítással, vagy nemesfém kapcsokkal - beépítési szint legfeljebb a felület alatt 15 mm-el - forgalomba helyezés lehetősége: rögtön a beépítés után Hézagprofillal lezárt vakhézagot mutat a 8.10/3. ábra, egy hézagprofil tényleges képét láthatjuk a 8.10/4. ábrán. 8.10/3-4.ábrák Repedésjavítás A repedés: a pályalemezben fellépett feszültségek hatására keletkezett folytonossági hiány, amelyet karbantartás keretében javítani kell. (A 0,8 m-nél rövidebb 1 mm alatti szélességű repedéseket általában nem kell javítani.) (Az 1 mm szélesség alatti repedéseket nem javítják.) Az 1-3 mm szélességű repedéseket tisztítás után műanyagbázisú javítóhabarccsal töltik ki, vagy injektálják A 3 mm-nél szélesebb repedéseket hézagként javítják. Letört élek, sarkok javítása
Cél: az eredeti, hibátlan geometria helyreállítása. A teljes eljárás: lemorzsolódó részek eltávolítása min. 7 cm mélységig, a hézagtól min. 20 cm távolságig - a 4. ábra szerint, majd portalanítás-vízzel telítés (a javítandó felületen túl 50 cm-ig) - kellősítés a javítóanyaggal összhangban levő anyaggal (cementhabarcs, műgyanta) - javítóanyag (nagy szilárdságú, gyorsan kötő cementhabarcs, műanyag alapú habarcs) felhordása a 8.10/5.ábra szerint 8.10/5.ábra Felületi hibák javítása Felületi hiba: kis (>2 - 4 cm) mélységű felületi anyaghiány A javítás az anyaghiány egyedi pótlása, melyet egybefüggő, a tábla 25 %-nyi felületéig tzerjedő, illetve a teljes felületen 65%-ig terjedő esetben végzünk (egyébként teljes felületet javítunk). A technológia: hibakijelölés – hibás részek eltávolítása – felületképzés (érdesítés) – tovább cement alapú javítás az előző munkafajta szerint/műgyanta alapú javítás feletti pályalemezen.20 N/mm2 nyomószilárdság Táblák emelése és stabilizálása A tábla elmozdulása – helyi süllyedés, táblalépcső. A táblalépcső kialakulása: a pályalemez egyenletes vastagságát, felfekvését egy közbenső kiegyenlítő réteg (bitumenes homok) építésével biztosították. A hézagokon behatoló víz a bitument kioldotta, a vasalás nélküli táblák a kerékteher hatására alternáló mozgást végeztek (pumping) és a homok egy részét a mozgó víz kimosta. A táblák emelése: a járatos 6 m-es táblahossznál táblánként 6 db furatot készítenek D=50 mm mérettel, majd sűrített levegővel felszakítják a táblát az alapról, ezt követi a cementhabarcs injektálás (cement:homok=1:4) középről kifele, furatonként haladva, szintellenőrzéssel, majd furatok zárása -, a szükség szerinti fenntartási munkák elvégzése és igény esetén a táblák utólagos összekapcsolása. A táblák összekapcsolása a további mozgás megelőzését szolgálja. Hagyományos megoldás a csapolás - 8.10/6. ábra – és a horgonyzás – 8.10/7. ábra – melyeknél az összekapcsoló elemet befogadó rés kifűrészelését követően az acélbetét műgyantás beragasztása követi. A műveletet minden összekapcsolási ponton egyenként végzik. A ferde összekötés (anker) – 8.10/8. ábra – a furatok gépi kialakítását követően az összekötő acélrudak beragasztásával valósul meg. Speciális kapcsoló elemek (Freyssinet) beépítésével is megoldható az összekapcsolás. 8.10/6-8. ábrák
Táblák, táblarészek pótlása Nagy kiterjedésű repedések, fokozott felületi károk, letörések-, hiányok esetén a hibás részek, vagy a teljes tábla elbontásra és újjáépítésre kerül. A csere azonos összetételű, - vastagságú betonnal, min. 1,00 m szélességben, 6,0 m hossz felett kereszthézag képzéssel történik. Napi ütemezés: átadáskor min. 10 N/mm2 szilárdság, 6 óra kötés, 25 şC –ra melegített beton, utókezelés; vagy speciális cement. Betonutak felújítása Végrehajtása egyenetlen felület, fokozott elhasználódás, gazdaságtalan mennyiségű javítás esetén indokolt. A felújítás lehetséges technológiái: 5
aszfalt ráépítés,
6
beton ráépítés,
7
beton újrafelhasználás – telepi, vagy helyszíni gyártással.
felújítás/helyreállítás aszfaltrétegek ráépítésével: Az elhasználódott betonburkolat feszültségmentesítés után teherviselő alapként szolgál. A ráépítés vastagságát forgalomnagyság, tervezett élettartam alapján határozzák meg. Az aszfaltréteggekkel való helyreállítás Németország keleti tartományaiban gyakorolt megoldása a 8.10/9. ábrán látható. Hasonló megoldással került helyreállításra az M7 autópálya 10 -110 km közti , korábbi betonburkolatú szakasza. 8.10/9. ábra A technológia lépései: betonburkolat feszültségmentesítése (repesztés 0,2-0,5 m2-es darabokra speciális hengerrel, vagy kraftolással [él mentén dolgozó szerszámmal való repesztés], korábban acélgolyó ejtegetésével),– táblarészek leültetése (30-35 to súlyú gumihengerrel hengerlés),– bitumen permetezés, – nagy stabilitású aszfaltrétegek beépítése a volt betonpálya oldalesésének növelése mellett. beton ráépítés: - vékonybeton ráépítés: VBSZ 16 tapadó híddal, VBSZ 10-12 ragasztva; -újabb betonpálya ráépítése feszültségmentesítés, kiegyenlítés után.
beton újrafelhasználás: ÚT 2-3.210:2006 Pályalemezből visszanyert beton újrafelhasználása ÚT 2-3.710:2008 Útbeton betonhulladék újrahasznosításával Az előbbi előírás rögzíti, hogy a felhasználni tervezett pálya betonjának vizsgálni kell az állapotát, szilárdságát, fagykárosodását, adalékanyagait, a habarcsrész állapotát, az idegen anyagok mennyiségét, a légbuborékok szerkezetét. A felhasználás során a szemeloszlási követelmények azonosak az új építésnél alkalmazottakkal, a 4 mm alatti régi-anyag frakció nem használható (túlzott vízfelvétel). A keverés során mintegy 1,5%-al több vízadagolás szükséges, ami a v/c arányba nem számít bele, a keverési idő 45 sec helyett 60 sec. A beépítésnél számolni kell a nehezebb tömöríthetőséggel, merülővibrátoros tömörítésnél a kisebb fajsúlyú frakciók felúszásával. A fogadósík nedvesen tartandó, kiemelten gondos utókezelés szükséges („belső kiszáradás” veszélye). A bontott betonból az adalékanyag előállításának és felhasználásának a folyamata a következő: régi betonpálya marása/zúzása (aszfalttal együtt is max. 20 %-ig),– nedves frakcionálása – 0/44/8-8/16-16/32,– 4 mm feletti frakciók+friss homok keverék alsó 18-21 cm rétegként. Az így beépített alsó betonrétegre egy új anyagokból kevert – 4-5 cm kéregbeton (4/8 frakció) ráépítés „friss a frissre” eljárással,– felület mosása, kefélése 1 napos korban (Waschbeton). (A nagy vízfelvétele miatt a 0/4 bontott frakció nem kerül bekeverésre az új betonkeverékbe, azt friss anyaggal pótolják. Talajjavítóként, stabilizációba felhasználható.) A beton újrafelhasználás ausztriai A1 autópályán alkalmazott megoldását a 8.10/10. ábra mutatja. 8.10/10. ábra
Irodalom 1. ÚT 2-2.109 Betonburkolatok repedései, hézagai kitöltése 2. Út 2-2.125 Betonburkolatok fenntartási technológiái 3. UNITEF Zrt.: Betonburkolatok üzemeltetési és karbantartási utasítása 4. ÚT 2-3.210:2006 Pályalemezből visszanyert beton újrafelhasználása 5. ÚT 2-3.710:2008 Útbeton betonhulladék újrahasznosításával 6. Dr. Keleti Imre szerk: Betonburkolatok, Magyar Betonburkolat Egyesület, 2012 7. Dr.Szakos Pál:Útfenntartás (előadások szakmérnök hallgatóknak)
9./ Az utak pályaszerkezetének szélesítése 9.1/ Burkolatszélességi követelmények A közút szélessége alapvetően meghatározza az útszakasz kapacitását (lásd USA Highway Capacity Manuel ), jelentősen befolyásolja a forgalombiztonságot és az úthasználati költséget/utazáskényelmet (utazási idő). Előbb felsorolt körülményeket a tervezési előírásokban veszik figyelembe. A tervezési előírások forgalmisáv szélességet befolyásoló tényezői A környezeti körülmények – A – D - a tervezési sebesség mellett a szükséges sávszélességet mint korlátozó tényező befolyásolják. Meghatározásuk az alábbiak szerinti: -„A” jelű környezet külterületen a síkvidéki , korlátozás nélküli -, belterületen a beépítetlen , laza beépítésű , nem érzékeny környezet; -„B” jelű környezet külterületen a dombvidéki , korlátozás nélküli -, síkvidéki részben korlátozott -, belterületen a beépítetlen , laza beépítésű , érzékeny környezet; -„C” jelű környezet külterületen a hegyvidéki , sík -, dombvidéki erősen korlátozott-, belterületen a sűrűn beépített, nem érzékeny környezet; -„D” jelű környezet a sűrűn beépített, érzékeny környezet. A hálózati funkció – a – d – belterületen meghatározza a keresztmetszeti elemeket - ezen belül a megengedett forgalomnagyságot is, továbbá a gyalogos-, kerékpáros átvezetést, a közforgalmú közlekedési pályák kialakítását, a várakozás rendszerét, befolyásolja a tervezési sebességet. Meghatározásuk az alábbiak szerinti: -„a” hálózati funkciójuk van a meghatározó településszerkezeti elemként jelentkező, alapvető kapcsolati funkcióval jelentkező utaknak,
mint a nagytérségi -, távol fekvő településeket összekötő -, településközpontok elkerülő útjai; -„b” hálózati funkciójuk van a jelentős településszerkezeti elemként jelentkező, előtérbe helyezett kapcsolati funkcióval rendelkező utaknak, mint a kistérségi összekötést szolgáló -, távolsági forgalmat lebonyolító -, bekötő utak közel fekvő településrészek útjai; -„c” hálózati funkciójuk van a lokális területszerkezeti elemként funkcionáló, a feltáró és a kiszolgáló funkció hangsúlyával, korlátozó kapcsolati funkcióval rendelkező utaknak, mint a célforgalmat lebonyolító mellékutak, az állomáshoz vezető utak, a lakó -, intézményterületeket összekötő -, - tömegközlekedési utak, településeken átvezető mellékutak; -„d” hálózati funkciójuk van a településszerkezet szempontjából nem jelentős kiszolgáló utaknak. A közutak szélességi méreteire az ÚT 2-1.201:2008 Közutak tervezése előírás ad eligazítást. A jellemző mintakeresztszelvényeket a 9.1/1 - 3. ábrák mutatják. 9.1/1 - 3. ábrák A forgalmi sáv szélessége autópályán 3,75 m, autóúton 3,50 m, külterületi úton a környezeti körülmények meghatározta tervezési sebesség – v>70 km/ó - <60 km/ó – függvényében 3,50 – 3,25 - 3,00 m. R<200 esetén ívbővítés szükséges, 3 - 300 középponti szög esetén 25/R -, 31 - 1800 középponti szög esetén 50/R cm sávonként. A közúti űrszelvény további befolyásoló eleme az oldalakadály távolság. Ez az útkategória és a tervezési sebesség függvényében 1,5 - 0,75 méter. Belterületi utak forgalmisáv szélessége a hálózati funkció (a-d) és a környezeti körülmény (A-D) figyelembe vételével 3,00 – 3,50 m, mellékúton kivételesen 2,75 m. Egysávos, „d” hálózati funkciójú úton a pályaszélesség a mértékadó jármű találkozások és a sebesség alapján 6,50 – 4,25 m közt változik. A forgalmi sáv szélessége – útkategória függvényében – 0,5 – 0,25 m biztonsági sávval növelendő a szegély, illetve az elválasztósáv mellett. Belterületen az útkategória függvényében alakítható ki a leállósáv, parkolóhely, amely az előbbiektől függő beállási mód szerint 2,5 – 5,0 m szélességű. Új építésnél a sávszámot a szolgáltatási szint – az útkategóriától és a területi elhelyezkedéstől függően megfelelő [1000-1400E/h], eltűrhető [1400-1800 E/h]– és a kiépítés ütemezése – együtemű, ütemezett – figyelembe vételével kell tervezni.
A megengedett forgalomnagyságokat fentieknek megfelelően a hivatkozott útügyi előírásban a 9.1/1 - 2. táblázatok foglalják össze. 9.1/1 -2 .táblázatok
9.2/ Az országos közutak aktuális szélességi helyzete A forgalom növekedése az elmúlt 50 évben lényegesen meghaladta a közutak pályái szélesítésének az ütemét, mely a burkolatfenntartás üteménél is visszafogottabban alakult – lásd a korábbi 1/9. ábrát. A mellékutak szélesítési programja az 1970-es évek második felében leállt (addig is számos megyében „munkaverseny” jellegű volt).Az országos közutak szélessége a főutak mintegy 20 %-ában nem kielégítő, ezek szélességét legutóbb tényszerűen az 1970-180-as évek korszerűsítései, valamint átlagukban az utóbbi évek felfutott gyorsforgalmi út építése növelte, külön szélesítési programjuk nem volt. Az országos közutak szélességének 1975 – 2003. közti alakulását a 9.2/1. ábra és a 9.2/1. táblázat, a kategóriánkénti szélességet a 10/2. ábra, az egyes szélességi kategóriákba eső hosszakat a 9.2/2. táblázat mutatja. 9.2/1 - 2. ábrák 9.2/1-2. táblázatok Egy 1992. évi - a Közlekedéstudományi Intézet által végzett - vizsgálat szerint a hiányzó sávkapacitás 16,4 Mrd Ft-, az elégtelen sávszélesség 12,6 Mrd Ft évi nemzetgazdasági veszteséget okozott. A közutak elégtelen szélességének felszámolása az eljövendő fejlesztési programok (KÖZOP, ROP) kiemelt feladata. A NÚP vizsgálatai szerint az országos közúthálózat műszaki megközelítésű – ráfordítási korlát nélküli – szélesítési igénye a főutakon 4,9 Mrd-,a nagyforgalmú mellékutakon 8,0 Mrd-, a kisforgalmú mellékutakon 13,4 Mrd Ft, összesen 26,3 Mrd Ft mértékű. Ez 12,7 MFt/km fajlagos költséggel számolva összesen 2070 km szélesítendő országos közutat képvisel. A mintegy 165 000 km-es helyi közúthálózat szélesítési igényéről az utóbbi időkben nem készült felmérés – egyébként ott, amint azt 1.2. alatt jeleztük, a szilárd burkolat hiánya is nagy probléma.
9.3/ Az útpályaszerkezetek szélesítésének irányelvei Az útpályák szélesítésének a technológiája ÚT 2-1.202:2005 8. fejezet: Útpályaszerkezetek szélesítésének irányelvei
Az útpályák szélesítésének előkészítésekor fel kell tárni a meglevő pálya földművének a teherbírását, pályaszerkezetét – teljes keresztmetszetében, a pályaszerkezet alatti vízelvezetését. A pályaszerkezetet homogén szakaszokra bontva kell vizsgálni. A szélesítés alatt az E2 ≥ 50 MPa esetén javító réteg tervezendő. Földmű szélesítési igény esetén a bevágás bővítésekor különös gondot kell fordítani a megfelelő vízelvezetésre (övárok, Talpárok/megszakító szivárgó). A töltésszélesítést megfelelő csatlakozással – lépcsőzés/fogazás – kell végrehajtani, fokozottan ügyelve a megfelelő - Trγ≥95% - tömörségre. A kötőanyag nélküli pályaszerkezeteknél a pálya alóli vízelvezetést min. 0,2 m vastag, a padka alatt 0,10 m-re vékonyítható szivárgó paplannal kell biztosítani. A szivárgó réteg oldalesése min. 4% oldaleséssel alakítandó ki. Megfelelő csatlakoztatással, függőleges drainnel, a nem szélesített oldalon legalább utólagosan kialakított szekrényszivárgóval biztosítandó a meglevő pályaszerkezet alóli vízkivezetés is. A szélesítés minimális mérete technológiai megfontolásból 0,70 m. Vizsgálandó az egyoldali/kétoldali szélesítés technológiai, forgalombiztonsági, gazdaságossági előnye/hátránya. A meglevő pályához a csatlakozást lépcsőzetesen, geotextília alkalmazásával kell kialakítani. A szélesítés külső széle lépcsőzetesen túlnyúlással tervezendő. A meglevő aszfaltrétegeket a csatlakozásnál min. 0,20 m-en vissza kell bontani. A részletmegoldásokat a 9.3/ – 3. ábrák szemléltetik. 9.3/1 - 3. ábrák A szivárgótestek kialakítására a 9.3/4 -.5 ábrák mutatnak be megoldásokat. 9.3/4 -5 ábrák A Tanszék beruházói megbízásra vizsgálta a szélesítések technológiájának szabályozottságát /3/. A fentiekben is hangsúlyozott részleteken túl – tekintettel a többször szélesített meglevő pályaszerkezetek inhomogenitására – kiemelte a teljes szélességű remix technológia előnyeit. A kialakítás során végre kell hajtani a szükséges vízszintes és magassági korrekciókat, amint arra a korábbi 8.6/4 - 5. ábrák mutatnak példát. Irodalom: 1. ÚT 2-1.201 Közutak tervezése 2. ÚT 2-1.222 Utak és autópályák létesítésének geotechnikai szabályai 3. Bocz és társai: Útpályaszerkezetek szélesítésének technológiai szabályozása in KSZ 58. évf. 12.
4. Dr.Szakos Pál:Útfenntartás (előadások szakmérnök hallgatóknak-kézirat)
10./Az útpályák és a közművek
Az ország lakosságának vezetékes vízellátottsága 97%-os, a szorosan hozzá tartozó csatornázottság azonban ettől lényegesen elmarad. Az EU támogatásokra építő, 2015-ig terjedő program 13000 km csatornaépítést és 5000 km házi bekötést irányoz elő. Az átkelési szakaszokon növekvő igény mutatkozik a kiemelt szegélyes járdákra és a csapadékvíz elvezetés csatornázott megoldására. Az előbbiekből eredő fejlesztési kényszer, a korábbi évtizedek gázprogramja, a városias települések elektromos és távközlési vezetékeinek a térszín alá helyezési igénye összeegyeztetendő a közúti érdekekkel.
10.1/ A közművek útterületen történő elhelyezése A közművek a közösség ellátását szolgáló termékeket (ivó-, ipari-, meleg-, forró víz; gőz, gáz, villamos energia, kommunikáció) juttatnak el közvetlenül a fogyasztóhoz, továbbá gondoskodnak a csapadék- és szennyvizek levezetéséről, kezeléséről, a közterületek megvilágításáról és kielégítik a távközlési igényeket. A fentiekben felsorolt közművek összetevői: az elosztó, illetve gyűjtő létesítmények összessége (vezetékek, továbbító-, szabályozó-, mérő- stb. berendezések). Szorosan hozzájuk tartozik az ellátó szervezet, ezek termelő-, előkészítő berendezései, távvezetékei. A közművekkel ellátott terület kiterjedése - a szolgáltatás fajtájától is függően - lehet lokális (pl. szennyvíz), regionális (pl. víz), adott esetben kontinentális (pl. gáz, olaj), de globális (pl. hírközlés) is. ( Petróczky Ferenc: Közműépítés; Jegyzet). Jelen téma kapcsán a helyi közterületi létesítményeket tárgyaljuk, ezek elhelyezését ugyanis alapvetően közterületen kell megoldani, melyek döntő hányadát a közutak foglalják el. Közterület minden olyan állami, vagy önkormányzati tulajdonú földterület, amelyet rendeltetésének megfelelően - bárki használhat, azaz közhasználatú és így van bejegyezve az ingatlan nyilvántartásba is. A MAUT - felismerve a közművek közterületi elhelyezésével kapcsolatos szabályozási hézagokat 2012-ben elkészítette vonatkozó tervezési útmutatóját (3); itt rögzítik a következőket: A településrendezési tervekben a közművek szakági tervezése kettős feladatnak kell megfeleljen: a terület hasznosításához szükséges a közműellátási igény kielégítése, ehhez kell biztosítani a
közterületet a közművek számára. A közművek helyigénye a vonalas létesítmény gerincvezetékeinek, kiszolgáló vezetékeinek, csatlakozási és elosztási pontjainak, meghibásodásuk esetén a javításhoz szükséges hozzáférés, illetve védőtávolságok helyigényét is jelenti. Amennyiben a településtervezés nem biztosítja a szükséges közterületet, a későbbiekben szükség lehet magánterületen, szolgalmi joggal elhelyezni a közműveket, ami csökkenti a magántulajdon értékét és problémát jelent a szolgáltatónak is. A közművek helykijelölésénél figyelembe kell venni az egyes közművek magassági -, egymás közti kötöttségeit, a csatlakozásokból adódó igényeket. A 10.1/1-2. ábrák a szokásos megoldásokat mutatják be. 10.1/1 - 2. ábrák A 10.1/1. táblázat különböző vezetékek takarási igényeit mutatja be. 10.1/1. táblázat A közúti közlekedésről szóló 1988.évi I. törvény 36.§ /1/ szerint a közút nem közlekedési célú igénybevétele közútkezelői hozzájáruláshoz kötött, azaz a nem közúti célú létesítmény elhelyezéséhez, a munkavégzéshez, majd a későbbi – a közmű tervszerű fenntartása kapcsán jelentkező forgalomzavaráshoz – a közút kezelőjének a hozzájárulása szükséges. A hozzájárulásban a kezelő feltételeket szabhat, melyekkel szemben a kérelmező panasszal élhet, de a jogerős előírás betartását a közlekedési hatóság kikényszeríti. A törvény végrehajtási utasítása lehetővé teszi a műszaki feltételeken túl a szakfelügyelet kikötését, sőt azt is, hogy a helyreállítás végrehajtója kizárólag a közút kezelője legyen. A tervezés fázisában minden érdekeltnek figyelembe kell venni a teljes folyamat alatti esetleges problémákat, azok költségkihatásait – burkolat alá, vagy zöldterületre? Ilyen szempontok a közműben vezetendő anyag esetleges környezetbe kerülésének hatásai , - az ellenük való védekezés, az elhelyezés szempontjából alkalmas anyagok (teherbírás…), a kivitelezés alatti forgalom lebonyolítás, az építés alatti ellenőrzés (vezetékek tömörsége, állékonysága…, a földmű-visszatöltés megfelelősége, a terület helyreállítása), az üzemelés alatti rendkívüli hibaelhárítás hatásai – megközelíthetőség, közútkezelői hozzájárulási igény…, a tervszerű karbantartás lehetőségei. A MAUT hivatkozott Útmutatójában is leszögezik: " A szabályozási vonalak közterület biztosítja a közlekedés létesítményei, valamint a közművek elrendezési lehetőségeit, így ebben az esetben célszerű a két szakág igényeit összehangoltan, együtt kezelni. Ezt szolgálja a tervezési útmutatóban közreadott mintakeresztszelvények sorozata, amelyek több változatban mutatják ugyanabban a szabályozási szélességben a közutak és közművek elrendezési lehetőségét."
Szemben a zárójeles megállapítással: "Az útmutató elsősorban az úttervezők számára készült" mi úgy gondoljuk, hogy ezen lehetőségek ismerete elsőrendű fontosságú a közutak kezelői számára is! Az említett mintakeresztszelvényekből mutat be hármat a 10.1/3-5. ábra különböző rendezési terv szélességű főutak és egy mellékút vonatkozásában. 10.1/3-5. ábrák Amint a tervezési útmutató megjegyzi: a terület hasznosításához egyaránt szükséges a közlekedés létesítményeinek kiépítése és a közművesítés. Az infrastrukturális kiszolgálás értékessé teszi az ingatlanokat, az elhelyezés komfortossága élhetőbbé teszi a környezetet; megoldás: megfelelő forgalmisáv szélesség a közlekedés számára, földalatti vezetés a közműveknek.
10.2/ Az átkelési szakaszok csatornázása A közutak átkelési szakaszainak nagy részén mind a forgalombiztonsági, mind a beépítettségi körülmények indokolják a kiemelt szegély menti járda kialakítást. Ez zárt csapadékvíz elvezetést tesz szükségessé, ami a közművesítés egyik ágát jelenti. A csatornában történő csapadékvíz elvezetéshez a vizet víznyelőkbe kell juttatni. A vízszintes beömlésű víznyelőaknák 300-500 m2 burkolt felületenként, azaz 25-40 méterenként létesítendők. A 0,06 - 0,18 m kiállású szegély mentén min. 0,3% hosszesésű folyásvonal alakítandó ki. A csapadékvizet a 0,5-1,0 m széles burkolatszél szükség szerinti esésváltoztatása – „hullámoztatás” – vezeti a víznyelőkbe. A víznyelő aknákból szokásosan gravitációs úton, keresztcsatornákon keresztül jut a csapadékvíz a gerinccsatornába, mely a befogadóig vezeti azt tovább. A burkolatszél, a vízváltók és a víznyelők helyét meg kell tervezni és a helyszínrajzon, valamint a hossz-szelvényben kell ábrázolni. Ügyelni kell arra, hogy a víznyelők ne essenek kiemelt szegélyes szigetre, gyalogátkelőhelyre, buszmegállóba, útcsatlakozásba, kerékpársávba. A víztelenítés tervezésének a kiinduló pontja a víztelenítendő terület mértékadó vízhozamának a meghatározására, majd a lefolyási tényező figyelembe vételével történő leosztása. A tervezést a vonatkozó útügyi műszaki előírás, illetve ma már nem hatályos, de jól használható műszaki irányelvek segítik – lásd 10.2/1. táblázatot. 10.2/1. táblázat A csatornarendszer közterületen belüli elhelyezésének lehetséges megoldásai: az úttengelybe helyezett gerincvezeték szegélyek menti pontszerű víznyelőkkel, vagy szegélyen kívüli oldalbeömlésű víznyelőkkel; zöldsávba vezetett gerinccsatornával előbbiek szerint telepített víznyelőkkel; szegély mentén telepített gerincvezetékkel és az egyik oldalon tisztítóaknákra,
másik oldalon víznyelőaknákra ültetett víznyelőkkel a 10.2/1. ábra szerint. 10.2/1. ábra Töltésben, vagy vegyes szelvényben fekvő útpálya esetén megoldás lehet kizárólag keresztcsatornák építése, melyekből a mélyoldali árok viszi tovább a vizet. A csapadékvíz elvezető gerincvezeték csatornaaknákkal szakaszolt csőelemekből áll. A cső- és aknaelemeknek és a köztük levő kapcsolatnak folyamatosan vízzárónak és rugalmasnak kell lenni, teherbírását a fellépő terheknek - közúti - megfelelően kell megválasztani.. A nagyobb átmérőjű (D<600 cm) csatorna csővezetékek különböző hosszakban, rugalmas,gumigyűrűs kapcsolattal betonból, vasbetonból, feszített vasbetonból készülnek. A kisebb átmérőjű (kereszt-) csatornákat újabban könnyebben mozgatható kivitelben, - ugyancsak rugalmas csőkapcsolattal, műanyagból készítik. A csatornaaknák rendeltetésük szerint : leszálló -, vagy kezelő – lejáró -, ellenőrző -, tisztító -, bukó aknák; szerkezeti – öblítő -, zsilip -, tolózár aknák; különleges – víznyelő -, hordalékfogó aknák. Elhelyezkedésük szerint : tengely -, oldal -, elhúzott -, vég -, közbenső -, vagy vakaknák a 10.2/2. ábrán bemutatottaknak megfelelően. 10.2/2. ábra Csatornaaknát kell tervezni a D<600 mm belső átmérőjű vezeték minden vízszintes és magassági töréspontjához, illetve a csőátmérő és fenékesés függvényében 25-130 m sűrűséggel a 10.2/2. táblázatban bemutatottak szerint. 10.2/2. táblázat A külön víznyelő aknák - vízszintes -, oldal -, vagy kombinált beömléssel - betonból előregyártva, vagy helyszínen csömöszölt kivitelben készülnek a 10.2/3-5. ábrák szerint. 10.2/3 - 5. ábrák Újabban műanyagból is készülnek komplett víznyelő aknák, adott esetben olajszűrő betéttel kiegészítve. A tisztító- és ellenőrző aknák rendszerint betonból, előregyártott kivitelben készülnek. Egy teljes mélységű akna elemei: az akna alsó része a fenékkel – aknaszék, a D=100 cm, min 1,5 m magas munkakamra, a D=100 cm aknamagasító, a D=100/80 cm-es, 0,5 m magas aszimmetrikus alsó szűkítő, a D=80 cm-es felmenő rész, a D=80/50 cm-es,0,35 m magas felső szűkítő
fedlappal/víznyelővel zárva a 10.2/6-7. ábra szerint. 10.2/6 - 7. ábrák Utóbbiak pontszerű rácsos -, oldalbeömlésű -, vagy kombinált kialakításúak – többnyire vasöntvényből, hasonlóképp a tisztítóaknák fedlapjaihoz, melyek köralakú, vagy négyszögletű kivitelben, különböző terhelési osztályra – A15 – F900 – készülnek, a teherbírási követelmény meghatározása a közmű -, illetve közút kezelőjével egyeztetetten tervezői feladat. Kiemelt jelentőségű a szakszerű, megfelelő teherbírású, - oldalesésű elhelyezés és a burkolaterősítést/cserét követő helyreállítás. Ezt különböző korszerű megoldások segítik – a 10.2/8. ábra a szintre állítás eszközeit, a 10.2/9. ábra a keresztmetszetet, a 10.2/10. ábra egy magyar szabadalmat, a 10.2/11. ábra az osztrák norma szerinti megoldást (+/- 7 cm függőleges mozgatási lehetőség) ábrázolja. 10.2/8 - 11. ábrák A csatornarendszer vízzáróságát az építést követően bizonylatolni kell – ellenőrzési lehetőség vízzel infiltráció, exfiltráció (2,0 bar nyomáson); nyomásveszteség időtartama (0,25-0,20 bar), vákuumesés időtartama.
10.3/ Az útpályák közműfektetés utáni helyreállítása Az út burkolatát az utólagos közműelhelyezést követően helyre kell állítani. A helyreállítás alapvető követelménye az eredeti állapot megkövetelése, ami a beavatkozás előttivel azonos teherbírást, útfelületet jelenti. Az elhelyezett közművekkel szemben - típusuk függvényében - további biztonsági/szakmai követelmények vannak.Kiemelt fontosságú a csatornák/vízvezetékek vízzárósági követelményeinek előírása és ellenőrzése! A feltételrendszer: - bontás két ütemben: munkaárok szélesség/lépcsőzetes burkolat csatlakozás – 10.3/1. ábra, földmű visszatöltés rétegesen Trγ 95% tömörségben, védőréteg 15 – 20 cm vastagságban Trγ 97% tömörségben, burkolatalap – soványbeton, Ckt min. 20 cm,illetve mint meglevő/ bitumenes útalap több rétegben,illetve mint meglevő, burkolat – meglevővel azonos (10.3/2 - 3.ábra) 10.3/1 - 3. ábrák
Közmű keresztezéseknél a burkolat helyreállítás a fentiek szerinti bontási szélességben elfogadható (10.2/4 - 5. ábra), de az úttengellyel párhuzamos fektetésnél minimálisan a félpályás újraburkolás, vagy a teljes szélesség lefedése a reális közúti igény (10.3/6 - 7.ábra), ami gyakran a beruházó/önkormányzat ellenállásába ütközik. 10.3/4 - 7. ábrák Kiemelt feladat az útpadkába kerülő közműszerelvények megfelelő – szint, teherbírás, fenntarthatóság – (10.3/8. ábra) elhelyezése - lásd a 10.2. fejezetben bemutatott megoldásokat is. 10.3/8.ábra Irodalom: 1.1988.évi I. törvény a közúti közlekedésről 2. 30/1988 (IV.21) MT rendelet a közúti közlekedésről szóló törvény végrehajtásáról 3. e-UT 03.02.42:2012
27. Tervezési útmutató Közművek elhelyezése közterületen
3. ÚT 2-1.215 Útburkolatok víztelenítésének tervezése 4. Kézdi - Markó: Földművek. Víztelenítés, Műszaki Könyvkiadó Budapest, 1974. 5. Szolnoky László P0500188 szabadalmi bejelentése 6. Útburkolatok helyreállítása MAUT Szakanyag 7. Dr. Szakos Pál Útfenntartás (előadások szakmérnök hallgatóknak-kézirat)
11./A közúton végzett munkák forgalomszabályozása A közút közlekedési célokat szolgáló területe, illetve egy része esetenként a közút kezelésével összefüggő üzemeltetési, fenntartási, fejlesztési munkák miatt, egyéb esetben nem közlekedési célú igénybevétel (csatlakozás -, közmű építése/fenntartása, rendezvény…) következtében nem áll teljes egészében a forgalom rendelkezésére.
Ezekre a rendkívüli, de tervezhető esetekre több jogszabály ír elő kötelező szabályokat. Az általános szabályozást a közúti közlekedésről szóló 1988. évi I. törvény és a végrehajtására kiadott 30/1988. (IV.21.) MT rendelet tartalmazza, melyekből az alábbiakat emeljük ki: A 14.§ szerint a közút lezárására, vagy forgalmának korlátozására (elterelésére) a közút kezelője a közúton folyó munka, a közút állagának védelme, a közúti forgalom biztonsága miatt, a rendőrség, tűzoltóság és a fegyveres erők a rájuk vonatkozó jogszabályok által meghatározott esetekben jogosultak. A közút lezárása, vagy forgalmának korlátozása érdekében kihelyezett közúti jelzéseket a munka befejezésekor, illetőleg az ok megszűnésekor haladéktalanul el kell távolítani. A közút indokolatlan, a szükségesnél nagyobb mértékben, vagy hosszabb időtartamra történő lezárásából eredő kárt az intézkedő szerv köteles megtéríteni. A már idézett 36.§ szerint a közút felbontásához, annak területén, az alatt, vagy felett építmény, vagy más létesítmény elhelyezéséhez, a közút területének egyéb nem közlekedési célú elfoglalásához a közút kezelőjének a hozzájárulása szükséges. A nem közlekedési célú igénybevételért útterület-használati díjat kell fizetni.
11.1/ A munkák jellege, hatása A közút forgalmát korlátozó munkák jellege előbbieknek megfelelően: 1 közúti üzemmel összefüggő – üzemeltetés, fenntartás, fejlesztés, rongálódás, 2 közutat érintő – közmű, útcsatlakozás, 3 nem közúti célú igénybevétel. A korlátozás hatása: 4 kevesebb forgalmi sáv, 5 csökkentett sáv-, - űrszelvény méret, 6 sebességkorlátozás, 7 áttekinthetőség csökkenése, 8 kedvezőtlen burkolatállapot, 9 többlet – építési – forgalom. A kedvezőtlen hatások csökkentéséről tervszinten már a tervezés/engedélyezés időszakában gondoskodni kell. Eszközei: a forgalom „vezetése”, a munkahely elkorlátozása, az átfutási idő lehetséges csökkentése, a kivitelezési időszak célszerű megválasztása. A részletes szabályokat egy szakminiszteri rendelet – jelenleg a 3/2001.(I.31.) KÖVIM rendelet a közúton végzett munkák elkorlátozási és forgalombiztonsági követelményeiről – és számos vonatkozó útügyi műszaki előírás szabályozza.
11.2/
A közúton végzett munkák Elkorlátozási és Forgalombiztonsági
Szabályzata A közúton végzett munkák: az építési -, fenntartási -, javítási -, állagmegóvási -, kár- és baleset elhárítási munkák, a mérés és ellenőrzés a közút területén, vagy űrszelvényében, amelyeket a forgalom résztvevői és a munkavégzők érdekében jelezni kell. Az űrszelvény magassága az útkorona szélességében közúton általában 4,70 (4,50) m, vasúti aluljáróban 5,70 m. gyalogosok -, kerékpárosok számára 2,50 m; szélessége az oldalakadály távolság ( külterületi autópálya, közút v <80 km/h – 1,50 m; autóút 1,00 m; külterületi út v =60-80 km/h 1,00 m, v <60 km/h 0,75 m; belterületi főút 0,5 m, mellékút 0,25 m, lakóutca 0,00 m), a forgalom biztonságos lebonyolítását szolgáló és a közúti környezetvédelmi létesítmények elhelyezésére biztosított – útosztálytól függő – terület, belterületen a berendezéseknek fenntartott területtel kibővítve. Fogalom meghatározások: közúti munkahely: mindazon területek összessége, ahol az úttest, padka, járda, gyalogút, kerékpárút, vasúti átjáró, illetve a közút más része felbontásra kerül(t), szintkülönbség keletkezett, nem járható; a közúti űrszelvényben gépeket, anyagokat, szerszámokat, vezetékeket, felvonulási létesítményeket helyeztek el, munkát végző személyek tartózkodnak, a forgalmat technológiai okokból kizárták. állandó munkahely: min. 1 napi változatlan korlátozások, mozgó munkahely: egy munkanapon belül folyamatosan, vagy szakaszosan helyét változtató korlátozás, valamint a rövid ideig tartó, vagy speciális korlátozás – az elsőre példa a folyamatos gépi burkolatjel festés, a védőkorlát mosása, a fűkaszálás, a folyamatos útállapot felvételi munkák; a másodikra az úttest tartozék javítás, - pótlás, a kátyúzás, a szemétszedés, a aharmadikra egyes mérési, állapotfelvételi munkák, pontszerű munkahely: legfeljebb 1x1 m terjedelmű.
Kötelező intézkedések /7/: 1
az igénybe vett területet (munkaterület) – a forgalomtól el kell választani (elkorlátozás),
2
közúti jelzésekkel jelezni kell,
3
előjelzéssel időben fel kell rá hívni a figyelmet.
A 11.2/1. ábra – a munkaterület részeit ábrázolja. 11.2/1. ábra Az ideiglenes forgalomkorlátozás kialakításának általános követelményei: A forgalmat csak a szükséges legkisebb mértékben szabad korlátozni, a munkák megszűnésekor/szüneteltetésekor a korlátozás megszüntetendő/a szükséges mértékre korlátozandó, a munkák időbeli előrehaladását a korlátozás áthelyezésével, szükség szerinti módosításával követni kell. Az állandó szabályozást szolgáló, az adott helyzetben
érvénytelen/ellentmondó jelzéseket el kell távolítani, vagy érvényteleníteni (letakarás [nem átlátszó anyag!]/elforgatás [megfelelő rögzítés, forgalom irányából nem látható helyzet!]/áthúzás [X 3*vonalvastagság – tájékoztatást, útbaigazítást adó táblák esetén]. A munkahely – lezárás - egyidejű max. hossza: - gyorsforgalmi, illetve többsávos úton átterelés nélkül 3 km, áttereléssel 6 km,- a többi úton lakott területen kívül 1 km, lakott területen 0,5 km, - egy sávra szűkítve – jelzőtáblával 50 m, jelzőlámpával 150 (180) sec periódusidő úthossza a forgalom összetétel függvényében. Minimális korlátozott sávszélesség: 1 gyorsforgalmi úton 3,00 m 2 többi úton 2,75 m, 3 több sávos út belső sávján 2,50 m. Megengedett oldalakadály/úttartozék távolság: v > 100 km/ó esetén 1,0 m, v < 100 km/ó esetén 0,5 m. Ideiglenes sávszám csökkentés kapacitás ellenőrzése: 1 forgalom nagysága, - összetétele -, 2 vízszintes és magassági vonalvezetés-, 3 terelési hossz figyelembe vételével. További előírások: 1 biztosítandó a gyalogosok-, mozgáskorlátozottak biztonságos-, a megkülönböztető jelzést használók szükséges közlekedése, 2 fokozottan veszélyes helyek - vasúti átjáró, jelzőlámpás forgalomirányítás, kijelölt gyalogátkelőhely, kerékpárút-, sáv – különleges (jogszabályban részletezett) figyelmet igényelnek, 3 ideiglenes helyreállítás esetén „egyenetlen úttest”,”sebességkorlátozás” jelzőtáblák alkalmazandók, 4 vasúti térségben a vasútüzemeltető külön előírásai szerint kell eljárni, 5 az építési táblák külön előírás szerint, elkülönítve helyezendők ki, 6 a jelzéseket folyamatosan ellenőrizni kell, 7 a munka befejezése, szüneteltetése esetén haladéktalanul az aktuális helyzetnek megfelelő jelzéseket kell kihelyezni. A jelzések kihelyezési sorrendje: 1 váratlan eset: elkorlátozás – jelzés – előjelzés, 2 tervszerű: előjelzés – jelzés – elkorlátozás, 3 egyirányúsítás: behajtani tilos, 4 útszűkület: . szembejövő forgalom elsőbbsége, 5 megszüntetés: elkorlátozás – jelzés – előjelzés. A jelzések – elhelyezése, fenntartása, eltávolítása a kivitelező felelőssége, feltételek előírása a kezelő felelőssége, munkakezdés előtti ellenőrzéséért mindkét fél felel. A jelzések kihelyezéséről, módosításáról, eltávolításáról a kezelőnek folyamatos nyilvántartást
kell vezetnie. Mozgó munkahely csak jó látási viszonyok közt létesíthető, hirtelen láthatóság romlás esetén az állandó munkahelyre vonatkozó szabályok szerinti jelzések alkalmazandók. . Az alkalmazott eszközök, jelzőtáblák: Az elkorlátozás, forgalomterelés eszközeit az ÚT 2-1.152:2001 A közúti útelzárás, elkorlátozás és forgalomterelés elemei előírás szabályozza, a jelzőtáblák kivitelére, méretére, statikai kialakítására és rögzítésére vonatkozó követelményeket az ÚT 1-1.123:2001 Közúti jelzőtáblák. Méretek és műszaki követelmények műszaki szabályzata (JTSz) rögzíti A jelzőtábláknak szabványosnak, ép, tiszta állapotúnak, fényvisszavető kivitelűnek (lásd 12. fejezet) kell lennie. Az elhelyezés a forgalomra merőlegesen történjen, a táblák alsó éle mozgó, illetve úttest menti elhelyezésnél (egy oszlopon legfeljebb három tábla!) legalább 0,8 m -, egyesített -, vagy állványos táblák esetén legalább 0,2 m magasan legyen. Az egyesített táblákra mutat példát a 11.2/2. ábra. 11.2/2. ábra A munkahelyet általában körül kell határolni, kivételt képez a folyamatosan mozgó, illetve a lakott területi pontszerű munkahely. Az elkorlátozás kezdetének jelzése gyorsforgalmú úton 1:20 hajlású -, egyéb többsávos úton 1:10 hajlású sávozott terelőtáblával, iránytábla sorral, egyéb úton merőlegesen elhelyezett útelzáró korláttal, iránytáblával történik. Az elkorlátozás kezdete – biztonsági zóna - gyorsforgalmi úton a veszélyforrás előtt 50 m, lakott területen kívüli, illetve közvilágítás nélküli úton 20 m, kerékpárút, járda, kivilágított területű útkereszteződés területe esetén 0,5 m. Szakaszosan változó mozgó munkahely kúpozással is elkorlátozható. Az elkorlátozásnak a megállási látótávolságból (sebességkorlátozás függvénye!) észlelhetőnek kell lennie. A terelőkorlát, iránytábla sávozása/nyílvége a kikerülés fele mutasson. A forgalom párhuzamos vezetése: A munkahely melletti forgalom szakaszosan elhelyezett terelő elemekkel vezethető, ha nincs kiemelt veszélyforrás (gödör, szilárd tárgy), továbbá ideiglenes sáv esetén, valamint úttest melletti munkáknál, valamint a forgalmi sávot kis mértékben szűkítő igénybevételnél. Az alkalmazott elemek távolsága gyorsforgalmi úton 50 m, egyéb úton lakott területen kívül 20 m, belül 10 m, az alsó él magassága korlát esetén 0,7 m, tábla, lánc, szalag esetén 0,5 m. Ideiglenes forgalmi sávok vezetésénél a két irányt elválasztó iránytáblák hátoldala is jelzőtábla legyen. Szakaszosan változó folyamatos munkánál kézi munkavégzés esetén a kúpozás is elfogadott – éjszaka fényvisszavető kivitelben. Pontszerű akadály esetén sávozott terelőtáblát, Kikerülési irány jelzőtáblát és sárga villogó fényt kell alkalmazni.
Folyamatos elkorlátozásnál általában fal, korlát, lánc, szalag alkalmazandó, de gyalogos, kerékpáros forgalomnál csak a korlát elfogadott. Járdán, gyalog – és kerékpárúton 0,5 m-nél mélyebb munkagödörnél, szilárd tárgy esetén az akadálytól min. 0,5 m távolságban külön elkorlátozás alkalmazandó. Állandó védelmi eszközök eltávolítása esetén az engedélyezett sebesség csökkentett mértéke figyelembe vételével „megfelelő más módszer” alkalmazandó védelemre. Járdalezárás esetén a gyalogosok zárt rendszerben vezetendők az úttesten. A sávozott terelőtáblákra a 11.2/3 -, az útelzáró iránytáblára, korlátra a 11.2/4 -, a lánc, füzér, szalag kivitelére a 11.2/5. ábra ad tájékoztatást. A 11.2/6. ábra a lezárás kezdetének átmenetét, a szakaszos hosszirányú lezárást, a pontszerű akadály előtti lehatárolást, a 11.2/7. ábra a gyalogosok zárt vezetését szemlélteti. 11.2/3 - 7. ábrák A munkahelyek jelzésének kivilágítása éjszaka és korlátozott látási viszonyok közt folyamatos piros, vagy villogó sárga fénnyel történik. Részleges útlezárás esetén az úttestre merőleges sarokpontok, forgalmi sáv szélességet meghaladó korlátozás esetén a lezárt sáv tengelye is lámpával jelezendő. Teljes lezárás esetén a forgalmi sáv tengelyében kell elhelyezni a jelzőfényt. Átmenettel kialakított korlátozásnál a forgalmi sávok szélén és tengelyében helyezendő el a jelzőfény. Gyorsforgalmi és külterületi, irányonként többsávos úton azonos fázisban, vagy futófényként üzemelő sárga villogó fényű lámpák alkalmazása az előírásos. Mozgó munkahely esetén sárga villogó fény alkalmazandó nappal is, ha az előjelzéssel nem felismerhető. Folyamatosan mozgó munkahelynél minden napszakban kötelező a sárga villogó. Az elkorlátozás jelzőtáblái: Részleges útlezárásnál a Kikerülési irány az elkorlátozás kezdetének sarokpontján helyezendő el. Amennyiben csak ellentétes irány használhatja a sávot, a Kikerülési irány helyett a sarokponton Behajtani tilos jelzőtábla alkalmazandó (egyirányúsítás), szükség szerint a bal oldalon megismételve. Ez esetben az elkorlátozás végénél Egyirányú-forgalmú út jelzés helyezendő el. Teljes lezárás esetén jobb oldalon Mindkét irányból behajtani tilos helyezendő el, melyet a kolátelem bal oldalán meg lehet ismételni. Kiegészítő táblán jelezhető a célforgalomban engedélyezett behajtók (pl. építési forgalom) köre. Az Építést jelző tábla (11.2/8. ábra) az elkorlátozás kezdeténél helyezendő el. 11.2/8. ábra Minden az úttesten, útpadkán levő akadályt (gép, konténer…) jelezni kell. Az ideiglenes forgalomkorlátozás előjelzése: Az előjelzésre a veszélyt jelző táblá(ka)t a korlátozás kezdete előtt az útkategóriának megfelelő távolságban – autópálya 250-500 m; autóút, egyéb külterületi út 150-250 m; lakott terület 50-100
m távolságban kell elhelyezni minden irányból, kivéve amikor egy forgalmi irány korlátozott (gyorsforgalmi -, osztottpályás -, egyirányú utak). Gyorsforgalmi és más osztottpályás utakon a jelzéseket bal oldalon meg kell ismételni. Közbenső útkereszteződés esetén a KRESZ 139. ábrával (11.2/9. ábra) kell jelezni a korlátozást. 11.2/9. ábra Több sávos úton állandó munkahely esetén a tilalmi jelzések a belső oldalon ismétlendők. Gyorsforgalmú úton pályaterelés esetén a veszélyt jelző és tilalmi jelzések 500 m-ként megismétlendők. Az előjelzés és elkorlátozás közti útkereszteződés esetén valamint a lakott terület határa után is folytatódó terelés esetén is megismételve kell alkalmazni a jelzéseket. A feloldó jelzésképet gyorsforgalmi úton a korlátozás megszűntétől 50 m-re, egyéb úton 20 m-re (kivéve ha utóbbinál nincs 50 m-en belül útkereszteződés) kell elhelyezni. Egyes jelzőtáblák elhelyezésére vonatkozó külön előírások: Útszűkület – megfelelő jelzésképpel - sávszám csökkenés, 0,5 m-nél nagyobb sávszélesség csökkenés, útpadka megszűnése esetén – osztottpályás úton átterelés, sáveltérítés esetén Terelés forgalmi rendje jelzéssel (11.2/10. ábra) kiegészítve, 11.2/10. ábra Szembejövő forgalom jelzés szükséges egyirányú út ideiglenes kétirányú forgalmánál, ideiglenes egyirányúsítás kétirányú folytatásánál, Sebességkorlátozás, Előzési tilalom, Szembejövő forgalom elsőbbsége, Elsőbbség a szembejövő forgalommal jelzéseket a forgalomnagyság, az útszűkület mértéke, - hossza, az átláthatóság, az elsőbbségi viszonyok egyértelműsége függvényében egyedileg meg kell tervezni, (de 1 km-nél hosszabb előzési tilalom csak a mezőgazdasági vontatók, állati erővel vont – és lassú járművek kizárása esetén vezethető be). A munkavégzés miatti megállási tilalmat Megállni tilos -, a 4,5 m alatti űrszelvényt Magasságkorlátozás – és az előző kereszteződésnél Útirány előjelző (KRESz 139.) táblával kell jelezni. A Forgalomirányító készülék ideiglenes használatának jelzése egyértelmű. A Terelőút jelzése a terelés esetén a kezdetnél és szükség szerint minden kereszteződésnél kihelyezendő (lásd a későbbi 11.3/13. ábrát). Az úttest melletti gyalogút, kerékpárút használatának korlátozása miatt az útra terelt gyalogost, kerékpárost a Gyalogosok, Kerékpárosok veszélyt jelző táblákkal kell jelezni. Az Egyéb veszély – jelzőőrre utaló kiegészítéssel lakott területen kívül mindig, lakott területen belül 50 m-ről korlátozottan látható esetben alkalmazandó. A mozgó terelés jelzésének általános előírásai: A mozgó munkahely a fedező gépjárművön egyesített táblával jelezhető. A folyamatosan változó munkahely feloldó táblája az elől haladó munkagépen helyezhető el. Mozgó terelés autópályán csak a forgalommal azonos irányban haladhat, az átállás is csak így
lehetséges. A járművön elhelyezett terelési irány (futófény…) helyes irányba mutató működése ellenőrizendő. A mozgó terelés résztvevői csak egymással és a jelzésképpel összhangban mozoghatnak. Az ideiglenes forgalmi sávok kialakítása: Az ideiglenes forgalmi sávokat csökkentett szélességű sárga burkolatjelek sűrűbb kiosztásával, 1 m-kénti – az állandó szabályozásnak megfelelő kiosztású – jelzőtesttel, többlet jelzőfüllel kell jelezni. A jelzések a burkolat védelme érdekében ragasztott kivitelben alkalmazandók, kivéve ha új burkolat épül. Az állandó jelek maradnak, áthúzással sem érvénytelenítendők. A terelővonal az állandóval azonos kiosztású 1 m sűrűségű sárga jelzőtesttel helyettesíthető. Gyorsforgalmi úton 1+1 sávos pályaterelésnél az ellentétes irányú forgalom 9 m-ként sárga jelzőfüllel és sárga útburkolati jellel -, többsávos terelés, illetve 3,0 m alatti sávszélesség esetén jelzőfüllel és sárga záróvonallal választandó el. Egy hétnél rövidebb munka esetén jelzőfül helyett sávozott terelőtábla, bontható terelőszegély/-küszöb is elfogadott. Az útburkolati jelzőtestet, jelzőfület a 11.2/11.-, a burkolati jelek alkalmazási példáit a 11.2/12. ábra szemlélteti. A gyorsforgalmi utak fokozott terelési – észlelhetőségi – biztonságát az újabban bevezetett, 11.2/13. ábra szerinti sávelfogyást jelző nyilak biztosítják. 11.2/11-13. ábrák Az útszűkületek forgalomirányítása: Az 5,5 m pályaszélesség alá szűkülő kétirányú forgalmú útszakaszokon, amennyiben azok a végükről teljes hosszban nem beláthatók, vagy 50 m-nél hosszabbak, illetve az összforgalmuk > 500 jm/ó váltakozó irányú forgalomirányítást kell bevezetni. Ez a munkavégzés jellege, időtartama, más fényjelzőkészülékhez kapcsolódás, egyéb körülmény függvényében történhet jelzőőrrel, vagy három fényjelzős forgalomirányító berendezéssel. A jelzőőr jelzőtárcsával, piros fényt adó lámpával, legalább a korlátozás előtt 10 m-el, a megállási látótávolságból jól láthatóan elhelyezkedve állítja meg, illetve engedi a forgalmat. A szabályozás utáni szakaszon a ráhajtás kizárandó, azt közvetlen vasúti átjárót érintő munka kivételével vasút nem keresztezheti. (11.2/14. ábra) 11.2/14. ábra A három fényjelzős forgalomirányító berendezés egyedileg tervezett módon, több választható, vagy a forgalomtól függően változó programmal létesíthető. A telepítést a 11.2/15. ábra mutatja. 11.2/15. ábra A berendezésnek piros fény kiégése, szabad jelzés mindkét irányú véletlen bekapcsolódása, közbenső idők véletlen rövidülése eseteire biztonsági sárga villogó üzemmóddal kell rendelkeznie. Induláskor villogó sárga – folyamatos sárga - mindkét irányból a kiürítési időtartamig tilos jelzéskép a követelmény.
A berendezést meghibásodásának esetén jelzőőrrel kell helyettesíteni. Az ideiglenes forgalomszabályozási terv A közutat, illetve annak űrszelvényét érintő bármely munka végzéséhez ideiglenes forgalomszabályozási tervet kell készíteni. Az ideiglenes forgalomszabályozási terv – építési ütemenként – a munka bonyolultsága függvényében az alábbi változatokban készül: 6
forgalomkorlátozási tervet kell készíteni - egyszerűsített helyszínrajzzal és műszaki leírással gyalogúton, járdán, kerékpárúton, bontás nélküli egyszerű fenntartási munkánál, - részletes helyszínrajzzal és műszaki leírással egyéb esetben, 7 forgalomirányítási tervet kell készíteni - bevezetendő ideiglenes forgalomirányítás kiépítésénél, meglevő átalakításánál, 8 elterelési tervet kell készíteni - a forgalom, vagy egy része terelőútra vezetése esetén. A terv tartalma: a meglevő és a tervezett, forgalmi rendet befolyásoló elemek, jelzések, adatok. A gyorsforgalmi utak ideiglenes forgalomszabályozása az előzőeknél is nagyobb odafigyelést, gondos előkészítést igényel. Az egyes rendszeresen ismétlődő szituációkra típusmegoldásokat dolgoztak ki, ezek kiterjedt táblarendszerét előre „csomagolva” készletezik és használják fel. Ezen gyakorlatot rendszeresíti és terjeszti ki az összes közútra a 11.3. fejezetben ismertetésre kerülő Kézikönyv.
11.3/
A közúton végzett munkák elkorlátozásának forgalomszabályozásának a kézikönyve ÚT 2-1.119:2010
és
ideiglenes
Az előző fejezetben részletesen ismertetett jogszabály az ideiglenes forgalomszabályozás követendő előírásait részletezi, melyeket az előbb írt tervezési unkáknál és a gyakorlatban büntetőjogi felelősséggel fenyegetett pontossággal kell alkalmazni. Az ÚT 2-1.119 számú útügyi műszaki előírásként kiadott, utoljára 2010-ben korszerűsített Kézikönyv a 3/2001.(I.31) KÖVIM rendeletben foglaltak részletesebb, útkategóriánként minden jellemző korlátozási típusra kidolgozott kifejtését adja szövegesen és típusábrákon megjelenítve; így -
bővebb fogalommeghatározás,
-
a jelzések kihelyezési követelményeinek jogszabályi előírásokon alapuló részletes bemutatása,
-
forgalmi sávok kapacitásának meghatározása,
-
az egy sávra szűkülő utak forgalomirányítása,
-
a jelzőőr állításának szabályai,
-
a jelzőlámpás forgalomirányítás,
-
valamint legnagyobb terjedelemben a különböző útkategóriákra és korlátozási szituációkra kidolgozott megfelelő megoldások mintái
adják a kézikönyv tartalmát, melyből az alábbiakban szemelvényeket közlünk. Előrebocsátjuk, hogy a bemutatottak szöveges felvezetése mellett az ábrák részletes tanulmányozása és az előző fejezetben ismertetettek részleteinek felismerése adja ezen fejezet elsajátításának tartalmát. A szükséges forgalmi sávok számának meghatározása: A kapacitás határérték vízszintes szakaszt, tehergépkocsi-mentes forgalmat feltételezve belső sávelfogyás esetén 1800 jm/ó/sáv, külső sávelfogyás esetén 1600 jm/ó/sáv. A csökkenés mértéke a tehergépkocsi-arány (3-20%), az emelkedő nagysága (0-6%) és hossza (1-6 km) függvényében 0,97 – 0,19 a 11.3/1. táblázatban részletezve. A Kézikönyv 3.11.2. alfejezetének nomogramjai a forgalomirányítási terv készítéséhez a periódusidő-sebesség függvényében adnak segítséget a lebonyolítható forgalom számításához, illetve a periódusidő-szakaszhossz-forgalomnagyság-sebesség összefüggés elemzésével segítik a megfelelő döntést. A fentieket követően úttípusonként, jellemző helyzetenként a Rendelet és a kapcsolódó jogszabályok előírásai, a nemzetközi gyakorlat, valamint a hazai alkalmazás tapasztalatai figyelembevételével adnak részletesen kidolgozott szöveges és rajzi megoldásokat. A Kézikönyvből vett alábbi ábrák - autópálya állandó munkahelyek kapcsán 2*2 sávos autópályák leállósávjának (11.3/1. ábra) -, külső forgalmi sávjának (11.3/2. ábra) -, belső forgalmi sávjának leállósáv igénybevételével történő (11.3/3. ábra) sávhasználat korlátozására mutatnak mintát. 11.3/1 – 3. ábrák A 2*2 sávos autópálya egyik pályatestének lezárása kapcsán 1+1 sávos (11.3/4. ábra) -, 2+1 sávos (11.3/5. ábra) -, 1+2 sávos (11.3/6. ábra) -, 2+2 sávos (11.3/7. ábra) -, 2+1+1 sávos (11.3/8. ábra) terelésre adunk példát a Kézikönyvből. A 11.3/9. ábra a 2+2 sávos terelés sávbeosztásának helyigényét szemlélteti. 11.3/4 – 9. ábrák A Kézikönyvben további – itt nem közölt megoldások vannak kihajtóággal kapcsolatos korlátozásokra, valamint 2*3 sávos autópálya fentiekkel hasonló szituációira. Autóút külső forgalmi ágának a lezárását mutatja a 11.3/10. ábra. Összevetve az autópályára
vonatkozó hasonló esettel – korábbi 12/17. ábra – megállapítható, hogy itt elmarad a jelzőtáblák bal oldali ismétlése100-80 km/ó-val szemben 80-60 km/ó a sebességtölcsér, a Közúton folyó munkák és az Útszűkület veszélyt jelző tábla 350 m-el szemben 250 m-re kerül.. 11.3/10. ábra - Folyamatos mozgó munkahelyként korlátozott autópálya gépi burkolatjel – terelővonal – festését mutatja a 11.3/11. ábra. 11.3/11. ábra Megoldást tanulmányozhatunk a Kézikönyvben pl. lassító -, gyorsítósávban végzett hasonló munkákra. A lakott területen kívüli vegyesforgalmú utak két forgalmi sávos változata 6,5 m alatti/feletti szűkítésére ad megoldást a 11.3/12. ábra, teljes útzárral történő terelést ábrázol a 11.3/13. ábra. 11.3/ 12 – 13. ábrák Feldolgozásra kerültek a különböző korlátozást igénylő fenntartási munkák, köztük a félpályás lezárással járó felületi bevonat -, aszfaltburkolat építés a 11.3/14. ábrán. 11.3/14. ábra Belterületi utak szakaszosan változó munkahelyének – kátyúzás - egyszerű jelzőőrös szabályozását mutatja a 11.3/15. ábra, tengelyvonal mozgó terelés melletti felújításának terelése látható a 11.3/16. ábrán. 11.3/15 – 16. ábrák
11.4/ Külföldi gyakorlat – a német példák Számos megoldást a fejlettebb motorizációjú országoktól vettünk át („best praktice”). Ennek illusztrálására mutatunk be – többek közt - a 11.4/4. ábrán egy egyszerű forgalomszabályozási helyszínrajzot, mellyel teljesen azonos a hazai gyakorlat. 11.4/1. ábra A német autópályák ideiglenes forgalomszabályozási megoldásairól adnak tájékoztatást ellenirányú pályára terelés nélkül, illetve áttereléssel a 11.4/2-3. ábrák. A terelési mód kódolásának logikája annyiban azonos a hazai gyakorlattal, hogy az első szám mindig az ellenirányú pályatest üzemelő sávszámát, a második pedig az aktuális irány sávszámát mutatja, de a hazai gyakorlattal szemben (amelynél a második - harmadik szám - pl. 11.3/8. ábra: 2+1+1 – az aktuális irány ellenirányú pályára átterelt és a maradó sávszámát adja) az irányok két pályatesten való megoszlására a vonatkozó irányelvekben (Richtlinien für die Sicherung von Arbeitstellen an Strassen [RSA]) „szabványosított” szabályozási-terv száma ad tájékoztatást a 11.4/4. ábra szerint. 11.4/2 - 4. ábra A bemutatott ábrák tartalmazzák az egyes megoldásokhoz rendszeresített ideiglenes
sávszélességeket, sebességhatárokat. A nagy kapacitású gyorsforgalmi utak forgalomkorlátozásánál tekintettel kell lenni az egyenkapacitás elvére – a 11.4/5. ábra a nehézforgalom-arány (0 – 30%) figyelembevételével számított összsávkapacitást mutatja különböző elrendezés esetén (1175 – 3190 E/nap) Ressel szerint.Ebből látható, hogy a terelési elrendezés - azonos sávszám esetén is - befolyásolja a figyelembe vehető kapacitást, ellenben az emelkedő hosszával, nagyságával nem számolnak (v.ö.: 11.3/1. táblázattal). 11.4/5. ábra A 11.4/6. ábra 2*2, illetve 2*3 sávos autópályák különféle terelési változatainak táblarendszerét mutatja. Az itt 3+1 sávos terelésként jelzett II/1. tervszámú megoldás a hazai elnevezés szerinti 2+1+1 változattal (korábbi 11.3/6.ábra) vethető össze. 11.4/6. ábra A terelésekben, különösen az átmeneti szakaszokon speciális sebesség-eloszlás alakul ki, esetenként balesetveszélyes szituációkkal. Ezek részletes ismerete segíti a forgalomtechnikust a helyes forgalomszabályozásban - pl. torlódás előrejelzés - 11.4/7 - 8. ábrák. 11.4/7 - 8. ábrák
Irodalom 1. 2. 3. 4. 5. 6.
3/2001.(I.31.) KÖVIM rendelet a közutakon végzett munkák elkorlátozási és forgalombiztonsági követelményeiről ÚT 2-1.119 Közúton folyó munkák elkorlátozása és ideiglenes forgalomszabályozása ÚT 2-1.145 A Közúton Végzett Munkák Elkorlátozási és Forgalombiztonsági Szabályzata ÚT 2-1.152 A közúti útelzárás, elkorlátozás és forgalomterelés elemei Dr.-Ing. Alfred Schmuck: Strassenerhaltung und Verkehrstechnik RATGEBER Stein.Verlag Baden-Baden GmbH 1994. Dr.Szakos Pál Útfenntartás (előadások szakmérnök hallgatóknak– kézirat)
12./ Az úttartozékok és fenntartásuk Az úttartozékok a közúti forgalombiztonság növelését, az úthasználók életének védelmét, biztonságának fokozását szolgálják. A közúti jelzések: az úthasználó (aktuális) út (és forgalmi) viszonyoknak megfelelő közlekedését, a veszélyek kivédését segítik, a közúti passzív biztonsági berendezések: a veszélyekből eredő helyzetek – balesetek – végzetes következményeivel szemben nyújtanak lehetséges védelmet, az útvilágítás/közvilágítás a közlekedők és az úttérség éjszakai láthatóságának fokozásával növeli a közlekedésbiztonságot, az úttérség biztonsága: olyan új megoldások beépítése – az üzemelő utakon is – amelyek megelőzik/fokozottan védik az úthasználókat (a szabálytalankodókat is!) az esetlegesen bekövetkező végzetes következményektől. A Közutak tervezése című Útügyi Műszaki Előírás a közúti forgalomszabályozás, biztonsági berendezések, közvilágítás eszközei alatt tárgyalja a forgalomirányító fényjelző készülékeket, a közúti jelző- és útbaigazító táblákat, az útburkolati jeleket, a vezető – és védőberendezéseket, a szelvényezést feltüntető táblákat és oszlopokat, valamint az egyéb jelző és védőeszközöket. ÚT 2-1.201:2008 Közutak tervezése 1.13. Közúti forgalomszabályozás, biztonsági berendezések, közvilágítás 1.13.1. Forgalomszabályozás A közúti forgalom szabályozását a geometriai tervezéssel összhangban kell kialakítani. A közutak forgalomszabályozását a vonatkozó rendelet alapján, a közúti közlekedésről szóló rendelet figyelembevételével kell megtervezni.A szabályozás eszközeinek megválasztását a közút osztálya, a szabályozott forgalom jellege és a szabályozás célja határozza meg.- a szabályozás eszközei a közúti jelzés rendszerek. 1.13.2. Berendezések Külterületi utakon az szélességének jelzésére és az út vonalvezetésének hangsúlyozására vezetőoszlopokat kell elhelyezni… egymástól általában 50 m, hófúvásveszélyes szakaszokon 25 m távolságra … a helyszínrajzi, vagy hossz-szelvényi ívekben a vezetőoszlopokat sűríteni kell. A töltés magasságának és az út tervezési kategóriájának függvényében, megfelelő kifutással védőberendezést kell elhelyezni az útról való lesodródás megakadályozása érdekében. Passzív biztonsági berendezést (vezetőkorlátot,védőfalat…) kell tervezni 3,0 m töltésmagasság felett, továbbá az ÚT 2.1.161 útügyi műszaki előírásban szereplő esetekben. Gyalogjárda mellett, ha a töltés 1,5 m-nél magasabb, gyalogoskorlátot kell létesíteni. A közúti hidakon létesítendő korlátokra az ÚT 2-1.403 előírásai vonatkoznak. 1.13.3. Közvilágítás Külterületi utak és létesítményeik esetében közvilágítást (útvilágítást) kell tervezni üzemanyagtöltő állomásokon, ha az út környezete 200 m távolságon belül meg van világítva, határátkelőhelyeken, különleges esetekben, ha a közlekedésbiztonság indokolja (vasúti átjáró, veszélyes csomópont, kerékpárút keresztezés…). Belterületi utakon az útosztálynak és a környezetnek megfelelő közvilágításról kell gondoskodni Jelen fejezetben a közúti forgalomszabályozás eszközeit és a védelmi berendezéseket a közúti jelzésrendszerek, közúti passzív biztonsági berendezések csoportosításban tárgyaljuk, kitérve mind a létesítési, mind a fenntartási vonatkozásokra. Mindkét csoport az úthasználók – egyben az úttal érintett területen élők – védelmét szolgálja:
miszerint a jelzésekkel hozzásegítjük az úthasználót ahhoz, hogy megvédje magát a használat során jelentkező veszélyektől, a passzív biztonsági berendezések pedig konkrétan a veszélyekből eredő helyzetek – balesetek – végzetes következményeitől védi, lehetőség szerint nem csak a szabálykövetőt, de a gondatlanul, vagy szándékosan szabályszegőt és az útkörnyezetben tartózkodót is. A tárgyalt rendszerek műszaki megoldásai állandó és gyors fejlődést mutatnak, de a közösség elvárásai még ezen fejlődésnél is fokozottabb teljesítményeket igényelnek – v.ö. a baleseti helyzetről és a javítási törekvésekről írtakat. Az igények közt újabb és újabb szempontok jelentkeznek – pl. fokozott védelem, minden időben való jó láthatóság, környezetvédelem… A probléma súlyát mutatja, hogy az European Road Federation (ERF) adatai szerint 2005-ben 45 000 -, 2006-ban 43 000 halott, 1 300 000 sérült volt az EU 27 közlekedési baleseteinek a következménye, az utóbbi évben fentiből 13 000 haláleset az új 10 tagország útjain jelentkezett, a statisztika fajlagos adatainak összehasonlításában tízszeres különbség van a tagországok közt. A baleseti körülményeket vizsgálva megállapították, hogy azok 1/3-a "egyjárműves", a balesetekben kiemelt szerepet játszottak az útmenti fák, - berendezések, gyalogosok, burkolathibák, az elégtelen védelem. Az Európai Parlament, az Európai Tanács, az Európai Gazdasági és Szociális Bizottság és a Regionális Tanács küldöttei a 2009. évi tapasztalatok - 35 000 halott, 1 5000 000 sérült, 130 milliárd EUR kár a Közösség útjain - meghatározták a 2011 - 2020-as években a közúti biztonság érdekében követendő politikát, és a járművek -, a közúti infrastruktúra és az úthasználók biztonságának fokozását írták elő. Alapvető célként a halálos balesetek számának újabb 51 %-os csökkentését határozták meg. Eszközként az európai utak magasabb egységes biztonsági követelményeinek a megteremtését tekintik. A fő akciópontok: a "best practice" széleskörű terjesztése, a sérülésszám csökkentése, a kiemelten veszélyeztettek fokozott védelme, melynek objektív stratégiáját az alábbi hét pontban határozták meg: az úthasználók oktatása és folyamatos továbbkápzése, a szabálykövetés kikényszerítése határon átnyúló együttműködés, - biztonságosabb közúti infrastruktúra - különös tekintettel a másodrendű hálózati elemekre, - biztonságosabb járművek - biztonsági öv, légzsákok, közlekedési elektronika, modern technológiák a közúti biztonság növelésében, a mentés és az elsősegély-nyújtás fejlesztése, - a sbezhető úthasználók kiemelt védelme - "kétkerekűek", gyalogosok, idősek. A következtetéseket megalapozó 10 éves statisztika halálos, kimenetel -, illetve érintett csoport szerint részletezett, valamint a motorkerékpárosokat érintő változásait a 12/1 - 4. ábrákon adjuk közre. 12/1 - 4. ábrák Az ismertetett szempontok minden tagállamra kötelezőek. Gyakorlati megvalósításuk egyik eleme a közúti biztonsági infrastruktúra management, mely hazánkban is bevezetére került. Tartalma: a közútnak és környezetének előrelátó módon a balesetek megelőzését, a bekövetkezett balesetek kimenetele súlyosságának csökkentését segítő megoldások, a megtörtént balsetek elemzéséből eredő pótlólólagos megoldások. Eszközei a biztonsági audit (Road Safety Audit) és a baleseti góckutatás.Hazánkban is előírt EU követelmény a magas baleseti koncentrációjú
útszakaszok számba vétele, a javítást igénylő jellemzők és hibák rendszeres ellenőrzése, az egységes baleseti adatkezelés, a legjobb gyakorlat átvétele. Tekintettel a közlekedés, ezen belül a közúti közlekedés globalizációjára, a biztonsági megoldásoknak valamennyi ország úthálózatán, kiemelten az EU csatlakozó útjain meg kell jelenniük, ez pedig csak úgy lehetséges, ha az úttérség biztonságát növelő megoldásokat a fenntartási munkák során beépítjük, azaz a műszaki fejlődés következtében elavuló megoldások helyett az újakat alkalmazzuk. Amint azt a 2.1. alfejezetben jeleztük, az útfenntartási tevékenység tágabb értelemben magába foglalja a felújítási munkák keretében, vagy önállóan végrehajtott környezetjavító beavatkozásokat, mint pl. a baleseti pontok felszámolását, stb… így ezen körben minden forgalombiztonságot javító tevékenységet is. Jelen fejezet további szakaszaiban ezen legújabb ismeretek átadásával is segíteni kívánjuk az Únió előremutató törekvéseit.
12.1/ Közúti jelzésrendszerek és fenntartásuk Alapvető szempontok: A közúti üzem és a környezet közt az információ teremti meg a biztonságos kapcsolatot. Az információk döntő többségét a járművezető a szemével érzékeli – 12.1/1. ábra; bár Antoine de Saint-Exupéry szerint "jól csak a szívével lát az ember", amit esetünkre úgy fordíthatunk, hogy a közlekedésben fontos a bizalmi elv is. A közúti üzem és környezete közti biztonságos kapcsolatot a közúti információ teremti meg. – 12.1/2. ábra. Az információ közvetítők 1 a vízszintes jelzések – burkolatjelek, 2 a függőleges jelzések – jelzőtáblák. Követelmények: láthatóság, egyértelműség, felfoghatóság, érthetőség, kongruencia. A jó láthatóságot a természeti, illetve időjárási körülmények jelentősen befolyásolják. A közlekedésben minden korosztály részt vesz, de a szem látásélessége az életkor előrehaladtával rohamosan romlik – a 60 éves emberé 30 %-al kisebb mint a 20 évesé – 12.1/3. ábra. 12.1/1-3. ábrák A már hivatkozott ERF vizsgálatok szerint a jelzésrendszerek korszerűsítése ráfordításainak költség haszon aránya 820 %, azaz korszerűsítésük kiemelkedően a leghatékonyabb! A közútkezelő közúti jelzésekkel kapcsolatos feladatai A közúti jelzésekkel kapcsolatos követelmények teljesítése a közútkezelő felelőssége: a közúti közlekedésről szóló törvény szerint a közút forgalmi rendjét – ha a jogszabály másként nem rendelkezik, a közút kezelője alakítja ki. A kivételek közt említi a vonatkozó jogszabály a vasúti átjárókat, a gyalogátkelőhelyeket, illetve kihelyezés és fenntartás szempontjából a más kezelésében levő utak kereszteződését, a vasúti átjárókat, a vadveszély-, a tömegközlekedési járművek megállóhelyét jelző- és egyes tájékoztató táblákat. A forgalmi rendet – amit a közúti jelzések mutatnak a közlekedőknek – a forgalmi körülmények,
vagy a baleseti helyzet jelentősebb változása esetén, de legalább öt évenként a közút kezelőjének felül kell vizsgálnia és ha szükséges módosítani kell. A forgalomszabályozással kapcsolatos közútkezelői, üzemeltetői, kivitelezői követelményeket – a többi szakterülethez hasonlóan, az 1. fejezetben bemutatott módon szabványok, illetve szakmai előírások (ÚT) részletezik. A legfontosabbak kötelező érvényesítését jogszabályi kihirdetéssel nyomatékosítják. Ilyen, a forgalomszabályozással kapcsolatos jogszabályok, kötelező műszaki előírások: 1
Forgalomszabályozási Műszaki Szabályzat (FMSZ) 20/1984.(XII.21.) KM mód. 84/2004.(VI.4.) GKM rendelet,
1
A közúti jelzőtáblák műszaki szabályzata (JTSZ) ÚT 1-1.123 - 4/2001.(I.31.) KöViM
2
A közúti jelzőtáblák megtervezésének, alkalmazásának és elhelyezésének követelményei (JETSZ) ÚT 1-1.160 - 84/2004.(VI.4.) GKM -,
3
A közúti útbaigazítás rendszerének és jelzéseinek követelményei (ÚTIR) ÚT 1-1.156 40/2001.(XI.23.) KöViM -,
4
A közúti útburkolati jelek szabályzata (ÚBJSZ) ÚT 1-1.149 46/2001.(XII:20.)KöViM -,
5
A Jelzőlámpás forgalomirányítás 41/2003.(VI.20.) GKM -,
ÚT
1-1.204
6
A közutakon végzett munkák elkorlátozási és forgalombiztonsági szabályzata 1.145 – 3/2001.(I.31.) KöViM rendelet.
ÚT 1-
szabályzata
(FISZ)
A kezelői szabályzatok előírása szerint a közúti forgalmi rend adatait – azaz a vonatkozó jelzéseket – a közút kezelőjének nyilván kell tartania. A forgalmi rend meghatározásának mindenki számára látható jele a jelzés kihelyezése/megszüntetése. A felelősség, a pontosság, a naprakész nyilvántartás érdekében erről minden esetben jegyzőkönyvet kell készíteni, amire formanyomtatványt rendszeresítettek ( 12.1/4. ábra). 12.1/4. ábra A közúti jelzések nyilvántartásával kapcsolatos tételes feladatokat rögzítő ÚT 2-1.114 szerint a nyilvántartás tartalma a jelzőtábla helye (hosszirányban, keresztszelvényben), megnevezése, fajtája, mérete, tartószerkezete, a kihelyezés időpontja, elrendelés iktatószáma, a meghibásodás – helyreállítás időpontja, a megszüntetés időpontja, elrendelés iktatószáma,az egyidejűleg létesült útburkolati jel és az elrendelés iktatószáma; az elektromos hálózathoz csatlakozó jelzésnél külön közmű nyilvántartás. A megőrzési kötelezettség - megszüntetés után 5 év. Ugyancsak a törvény előírása, hogy a közút kezelője által működtetett útellenőri szolgálat feladata a közúti jelzések láthatóságának, épségének és működésének az ellenőrzése. A jelzések fenntartásával kapcsolatos fenntartási feladatokat, a beavatkozások gyakoriságát, sürgősségét a közútkezelői szabályzatok az alábbiak szerint rögzítik: A közúti forgalom biztonságát közvetlenül befolyásoló, megrongálódott közúti jelzéseket – vasúti átjáró, elsőbbség, behajtási tilalom, kötelező haladási irány, veszély, gyalogátkelőhely, űrszelvény, autópálya-, autóút kezdete, -vége, lakott terület határa – az észlelést, vagy bejelentést követően karbantartási beavatkozás keretében haladéktalanul (szolgáltatási osztálytól függően 230 nap) javítani, illetve pótolni kell. A többi jelzés megrongálódás esetén a fentieket követően,
ugyancsak karbantartási feladatként pótlandó. Az elhasználódott, elöregedett, eredeti funkciójuk ellátására alkalmatlan jelzések cseréje felmérés alapján, éves helyreállítási/felújítási program keretében történik. A forgalom biztonságos lebonyolítása érdekében biztosítani kell a burkolatjelek láthatóságát. Ennek érdekében a burkolatjeleket rendszeresen fel kell újítani. A feleslegessé vált burkolatjeleket a forgalmi rend változásával egy időben meg kell szüntetni. Kiemelten kell kezelni – azaz évente kétszer: április-májusban és október-novemberben vizsgálni kell a burkolatjel állapotát, fényvisszaverő képességét…- a gyalogos-átkelőhely-, a csomópontok továbbhaladás irányát jelző nyilakat, -megállás helyét és az elsőbbségadási kötelezettséget jelző burkolatjeleket (ún. kézi jelek) és hiányosság esetén soron kívül gondoskodni kell helyreállításukról. A műszaki előírásokban meghatározott követelmények
A vízszintes - horizontális - jelzések: útburkolati jelek és egyéb útburkolati optikai jelzések Az útburkolati jel az útburkolat felületén, annak síkjában fekvő, festék-, idomdarabok-, útépítési és egyéb anyagok felhasználásával készített forgalomszabályozó létesítmény. A burkolati jelzések meghatározott forgalomtechnikai célok elérése érdekében funkciókat – irányok, állj/menj, előzés, járműtávolság, parkolás, illetve kiegészítő funkciókat – felébresztés, munkaterület, fizető parkoló, buszsáv… közvetítenek. Útburkolati jel szilárd burkolatú, jelek időtálló elhelyezésére alkalmas, legalább 6 m széles úton létesítendő. Elhagyható lakott területen, nem főútvonalon, párhuzamos közlekedésre ki nem jelölt egyirányú úton, de kötelező „Állj! Elsőbbségadás kötelező!” jelzőtáblához-, forgalomirányító készüléknél a megállás helyét jelző -, vasúti átjárónál a záróvonal -, a különleges forgalmi sávok -, a gyalogátkelőhely burkolati jel. Követelmények: A velük szemben támasztott alapvető követelmény a már többször említett láthatóság. Nappali, természetes látási körülmények esetén a vonatkozó rendelet /3/ szerinti követelmény, hogy a jelnek legalább a megállási látótávolságnak megfelelőn távolságból felismerhetőnek kell lennie és törekedni kell arra, hogy az út vonalvezetése az előzési látótávolságnak megfelelő hosszon is jól felismerhető legyen. Láthatóság a megvilágítással kapcsolatos fénytani fogalmak - fényvisszaverés: a fényforrásból eredő fényáram egy meghatározott anyagban terjedve egy másik anyag felületére érve részben visszaverődik – tükrös-szórt (diffúz) -vegyes (lásd a későbbi 12.1/28. ábrát is); - a visszaverés mértéke a visszavert és a beeső fényáramok aránya; amennyiben az arány < 0,3 – a felület sötét, ha az arány > 0,3 - a felület világos, - fényvisszavetés (retro-reflexió) – a felület a fényt a beesés irányától (nagyrészt) függetlenül a beesés irányával azonos irányba veri vissza, - fénysűrűségi együttható: a felület visszavert fénysűrűsége
(L[mcd*m-2]) és a világítás
irányára merőleges sík megvilágítási erőssége (E[lx]) hányadosa Qd, RL [mcd*m-2*lx-1], - fénysűrűségi tényező (β): a fényesség mértéke – a jel fénysűrűsége a háttér fénysűrűségéhez viszonyítva. A nappali láthatóságot a burkolat és a jel közti ún. fehér kontraszt biztosítja. Az EU bizottsága által készített és hazánkban is hatályos szabvány száraz burkolatra, szórt fényű (nappali, illetve közvilágítás) megvilágításra, külön aszfalt-, illetve betonburkoltra, tartós- és ideiglenes-, fehér és sárga jelre fénysűrűségi együtthatóval (Qd) meghatározott osztályokba -2 -1] sorolt követelményeket rögzít Qd=0-160 [mcd*m *lx értékben, a teljes
élettartamra.(12.1/1.táblázat) A konkrét követelményt – vonatkozó kötelező előírás hiányában - az út kezelőjének kell kiválasztania. 12.1/1.táblázat Az éjszakai láthatóság a jelzés fényvisszaverő képességén – retroreflexió – alapszik, amit a jármű fényszórója által megvilágított jel produkál – 12.1/5. ábra 12.1/5. ábra A 12.1/6 - 7. ábrák a nappali – kontraszt-hatáson alapuló- és az éjszakai, fent említett retroreflexión alapuló láthatóság értelmezését szemlélteti. 12.1/6 -7. ábrák A fent írtakhoz hasonlóan erre vonatkozóan is közöl fénysűrűségi együtthatóra (RL) vonatkozó követelményeket az átvett EU szabvány, itt már száraz-, nedves– és esős körülményekre RL = 0300 mcd*m-2*lx –1 határok között (12.1/2 - 3.táblázat). 12.1/2-3.táblázatok További követelmények: 1 úthasználói: láthatóság, fényvisszaverő képesség [β] (12.1/4.táblázat), érdesség, egyenletesség 2 útüzemeltetői: szín, tartósság, kopásállóság, ellenállás kémiai hatásoknak, felújíthatóság, 3 felhasználói: száradási idő, tárolhatóság, tapadás, egészségre ártalmatlanság. 12.1/4.táblázat A 12.1/8. ábra a jelek színkövetelményének a szabványos meghatározását ábrázolja. 12.1/8. ábra Anyagok és rendszerek: 1 festék – vízzel hígítható, oldószer szegény, 2 reaktív anyagok – hidegműanyag, festék, 3 melegműanyag, 4 előre gyártott elemek (fóliák) 5 „utánszóró” anyagok – üveggyöngy, érdesítő szer, keverék. Technológia választás:
Elsődleges szempont a forgalomnagyság/tartósság összefüggés, melyet a burkolat következő helyreállítási/felújítási periódusával kapcsolatban is vizsgálni kell. További szempont a tartósságon túl a jel elhelyezkedése – lakott terület/külterület, forgalom általi igénybevétel és gyakoriság (záróvonal, burkolat szélét jelző vonal, megállás helyét jelző vonal, forgalomtól elzárt terület…), a hóeltakarítási tehnológia…-, a színtartóssággal és a fényvisszaverő képességgel szembeni követelmény. Az egyes technológiák közti választást a hazai útügyi szabályozás (ÚT is segíti a festékanyagokkal szembeni követelmények alkalmazási osztályba, a festékanyagok anyagosztályba sorolásával az alábbiak szerint: Az útburkolati jelek útüzemeltetői (felhasználói) követelményei (MSz EN 1436: 1999, MSz EN 1436: 1997/A1: 2003): Az általános előírások a követelmények a funkcionális élettartam alatti tulajdonságokra vonatkoznak. A funkcionális élettartam: az az időtartam, ameddig a jel az útügyi hatóság (kezelő) által meghatározott összes követelménynek megfelel. ~ hossza függ: a jel jellegétől, elhelyezkedésétől (forgalom áthalad-e rajta), a forgalom sűrűségétől, a burkolatfelület érdességétől, helyi sajátosságoktól. A jel anyagának osztályba sorolása különböző prioritásokkal számol, magas követelmény nem mindig teljesíthető két, vagy több paraméterre egyidejűleg. A burkolatjelek igénybevétel szerinti alkalmazási osztály követelménye (I-IV.) a már hivatkozott ÚT 2-1.106:2006 szerint az igénybevétel szerinti pontérték - 0-22 – alapján kerül megállapításra. A vonatkozó táblázatok szerint: forgalomnagyság-útkategória 0 – 3, geometriai méretek 1 – 4, jelek fajtája 0 – 8, jelek elhelyezkedése – lakott terület 4, külterület 2; környezeti hatás: hóeke 0 – 1, egyéb 1 - 2 pontértéket jelent. Az I – IV. alkalmazási osztályhoz 0-8, 9-11, 12-17, >17 pontérték tartozik, a festékanyagok AD – anyagosztályba soroltak az alkalmazási osztályuk és élettartamuk alapján – lásd 12.1/5. táblázat. A festéktípusok anyagosztályba sorolását és élettartamát tekintve az „A” anyagosztályba a csökkentett oldószertartalmú és a vizesbázisú festékek tartoznak 0,5-1 év élettartammal, a „B” anyagosztályba a csökkentett oldószertartalmú és a spray-plasztikokat sorolják 1-2 év élettartammal, a „C” anyagosztályt a spray-plasztikok és a hidegplasztikok képezik 1,5-3 éves élettartammal, a „D” anyagosztályba a hideg és melegplasztikok tartoznak ugyancsak 1,5-3 év élettartammal, amint a 12.1/6. táblázat mutatja. 12.1/5-6. táblázatok A burkolatjel tartósságát a forgalmi igénybevételt modellező koptató vizsgálattal minősítik. Egy ilyen szabványos berendezést szemléltet a 12.1/9. ábra. 12.1/9. ábra A tartósság az alkalmazott anyag tulajdonságain túl alapvetően a felhordott jel vastagságától – azaz az anyagmennyiségtől függ. A burkolatjel anyagának szállítói szabványos koptatási vizsgálatok alapján tudnak javaslatot tenni és szavatosságot vállalni az alkalmazandó technológiára.
Hazai szokásos festékmennyiség forgalom által igénybe vett jeleknél 0,8 kg/m2, forgalom által nem érintett jeleknél 0,4 kg/m2. Gyorsforgalmi útjainkon az ún. kézi jeleket (pl nyilak) tartós jelként melegplasztikból készítik, hasonlóképp az úttest szélét jelző vonalhoz, melyet bordás – ún. akusztikus – jelként viteleznek ki. Ezek a 3-6 mm vastagságú jelek esőben is jól látható jelként funkcionálnak. Munkavégzés: Új burkolatjel létesítésnél a felület szükséges tisztítása, felület előkészítése után történik a jelzés anyagának felvitele. Ez az anyagtípus függvényében porlasztással, elektrosztatikusan gépi úton (festékek), hideg keverék formájában (hideg műanyagok), vagy melegített keverékként (meleg/forró műanyagok) kézi erővel sablonba, vagy gépesített formában történik. Az éjszakai láthatóságot biztosító 150-500 µm („eső”jelnél 1,2-3,0 mm!) méretű, min. 1,5 törésmutatójú üveggyöngy általában a festékréteg felhordását követően kerül a még tapadóképes/nem szilárd felületre. (egyes festékek/műanyagok bekevert állapotban is tartalmaznak üveggyöngyöt.) Hasonlóképpen kerül felhordásra az érdességet javító, illetve a jel vastagságát növelő egyéb szóróanyag (fehér zúzalék). A fólia alapú jelek ragasztása előtt a felületet kellősíteni kell. Új jelek létesítésénél külföldi gyakorlat, hogy előzetesen egy ideiglenes festés készül. Az egyes technológiák meghatározott módon időjárás függők – hőmérséklet, páratartalom, csapadék… Felújító festésnél vizsgálni kell az alkalmazni kívánt és a burkolaton levő anyagok összeférhetőségét. Minőségellenőrzés: A kivitelezés kezdetekor ellenőrizni kell az anyag megrendelttel való azonosságát és a sűrűségét, mely érték az oldószertartalomra, illetve a várható száraz rétegvastagságra is utal. A felhasznált mennyiséget, mint a számlázás és a tartósság alapvető paraméterét nedves rétegvastagság méréssel -12.1/10-12. ábra, száraz rétegvastagság méréssel –12.1/13-14. ábra, illetve a gépre szerelt átfolyásmérővel ellenőrzik. A forgalomkorlátozás szükséges időtartamára ad felvilágosítást a száradási idő mérése, melynek egy eszközét mutatja a 12.1/15. ábra. 12.1/10-15. ábrák Ellenőrizni kell továbbá a fényvisszaverő képességet, az érdességet, a tapadást. A fénysűrűségi értékek átadáskori és élettartam alatti értékeinek mérésére szabványosított elektronikus eszközt fejlesztettek ki ( 12.1/16. ábra), a MAUT az e-UT 09.04.14:2012 Hosszirányú útburkolati jelek láthatóságának mérése címmel terjesztett elő előírástervezetet a mérésre. 12.1/16. ábra Esőben is jól látható – ún. profilozott jelek, jelzőtestek
A jogszabályi követelmény a „minden időben jól látható” jel. Intenzív esőben a jelnél vastagabb vízfilmen a fény megtörik, nem jön létre retroreflexió, a jel alig látszik. Elvi megoldás: a képződő vízfilmnél vastagabb, azaz a vízfilmből kiálló magasságú jel, ez takarékossági okokból általában nem a jel teljes terjedelmében kerül megvalósításra – profilozott jel, jelzőtest. A szórt kivitelű jelek közül ún. utánszóró anyaggal vastagított jel az Aquaflex márkanevű a 12.1/17-18. ábra szerint, kiemelkedő pontokkal megvalósított a 12.1/19. ábra szerinti Spotline, hidegplasztikkal készültek a 12.1/20-21. ábrán bemutatott jelek. 12.1/17-21. ábrák A minden időben jó láthatóságot szolgálják az útburkolatba helyezett, fényvisszavető képességgel rendelkező jelzőtestek is. Kialakítási követelményeik közt említendők a forgalombiztonság, az időjárás állóság, a forgalomállóság, a fénytechnikai teljesítőképesség, a fenntarthatóság, a téli hóekézhetőség, a mosás, tisztítás, az ideiglenes jeleknél az eltávolíthatóság. Burkolatprizmákat szemléltetnek a 12.1/22-24. ábrák, az ugyancsak ebbe a kategóriába sorolható jelzőfület mutat a 12.1/25. ábra (korábbi fejezet 11/11. ábra). 12.1/22-25. ábrák
Optikai vezetést szolgál még a közúti vezetőoszlop, ami külterületi utakon az út szélének a jelzésére, a vonalvezetés hangsúlyozására a padkán, a fejezet elején idézett Közutak tervezési szabályzata 1.13.2. bekezdése szerinti sűrűséggel elhelyezett optikai elem, melynek a nappali láthatóságát a fehér oszlop, hóban a rajta levő fekete sáv-, az éjszakai láthatóságát a ráhelyezet fényvisszavető elem biztosítja.. Az oszlop UV álló műanyagból készül, melynek a tartósságát, rugalmasságát speciális adalék biztosítja. A fényvisszavető elem fólia, vagy speciális optikai anyag (üveggyöngy). Az oszloppal kapcsolatos követelmények egyenlőre nem szabványosítottak, a méreteiről a 12.1/26. ábra tájékoztat, az anyagi viselkedés követelményeiről a legutóbbi közbeszerzés rögzíti, hogy az ütköző járművet kevéssé rongáló minimális szilárdságú, de formatartó, atmoszferikus és téli igénybevételnek ellenálló nem szilánkosan törő, téli gépi mosószeres tisztítást elviselő, , rugalmas, a kötelező élettartam alatt UV álló, megvilágítva nem áttetsző legyen. A kötelező élettartama min. 5 év. 12.1/26. ábra További, optikai vezetést is szolgáló elem az út menti korlát, amelynek elsődleges funkciója azonban a jármű úton tartása, így erről részletesebben a 13.2. alfejezetben esik szó. Itt a korlátprizmákat, mint optikai elemeket említjük – 12.1/27. ábra – melyek a vezetőoszlopokon alkalmazottakkal azonos szerkezetű fényvisszavető elemek. 12.1/27. ábra
A függőleges - vertikális - jelzések: közúti jelzőtáblák A közúti jelzőtáblák a forgalom szabályozására, a közlekedők tájékoztatására szolgáló függőlegesen elhelyezett – vertikális – eszközök a közúti jelzőtáblák. Vonatkozó alapvető jogszabályok – műszaki előírások: Forgalomszabályozási Műszaki Szabályzat mód. 2/1999.(I.18) KHVM, 84/2004.(VI.4.) GKM
(FMSZ):
20/1984.(XII.21.)
KM,
A közúti jelzőtáblák műszaki szabályzata (JTSZ) ÚT 1-1.123 4/2001.(I.31.) KöViM, mód. 64/2007.(VII.2.)GKM A közúti jelzőtáblák megtervezésének, alkalmazásának és elhelyezésének követelményei (JETSZ) ÚT 1-1.160 83/2004.(VI.4.) GKM A közúti útbaigazítás rendszerének és jelzéseinek követelményei (ÚTIR) ÚT 1-1.156 40/2001.(XI.23.) KöViM Az ÚT 1-1.160 (JETSz) szerint a közúti jelzőtáblákat úgy kell megtervezni, alkalmazni és kihelyezni, hogy a közlekedők szükséges és elégséges információkat kapjanak a veszélyekről, tilalmakról, kötelezettségekről és a lehetséges mértékig tájékozódhassanak a követhető útirányról, az úton elérhető célokról. A jelzőtábla típusok a nemzetközi Közúti Jelzési Egyezmény, a kiegészítő megállapodás és az 1995. évi módosítás szerint: A - veszélyre figyelmeztető (veszélyes útszakaszok, Gyalogosok, Kerékpárosok, Villamos, Szembejövő forgalom, Egyenrangú útkereszteződés, Útkereszteződés alárendelt úttal, vasúti átjárót jelzők ) B - elsőbbségi (Főútvonal, ~ vége, Elsőbbségadás kötelező, ÁLLJ! Elsőbbségadás kötelező, Elsőbbség a szembejövő forgalommal szemben, A szembejövő forgalom elsőbbsége ) C – tiltó vagy korlátozó (behajtási -, bekanyarodási -, előzési -, megállási -, várakozási tilalom, Kötelező megállás, Legkisebb követési távolság, Sebességkorlátozás) D - kötelező (Kötelező haladási -, - kikerülési irány, Kötelező legkisebb sebesség, Körforgalom, Gyalog -, Kerékpárút, Gyalog és kerékpárút) E - különleges szabályokat jelző (forgalmi sávok, besorolás rendje, lakott terület kezdete, ~ vége, korlátozott sebességű -, ~ forgalmú övezet, Egyirányú forgalmú út, Kijelölt gyalogos átkelőhely, Autópálya, Autóút, ~ vége, Autóbusz -, Trolibusz -, Villamos megállóhely) F – tájékoztató (szolgáltatások, irányok) G - útbaigazító és utaló (útmutató – irány, útvonal, útazonosító; helymeghatározó; utaló – Zsákutca, általános szabály…; rávezető és terelő; sajátos – kerékpáros, telephely) H – kiegészítő (vonalvezetés, távolság, hosszúság, időszak, időtartam, többszöröződés, kivétel) jelzőtábla. Az egyes jelzőtáblák kötelező hazai alkalmazási képének legújabb szabályozása 2012. január 1től hatályos. Érdekességképp megjegyezzük, hogy a szabályozások által rögzített jelzésképek: A
– 64 -, B 6 -, C – 54 -, D – 40 -, E – 80 -, F – 47 -, G – 147 -, H – 162 darab ábrát tartalmaznak. Az egyes táblacsoportrokról a 12.1/28 - 35. ábrák mutatnak példákat. 12.1/28 - 35. ábrák Követelmények: A burkolatjelekhez hasonlóan ezeknél is alapvető követelmény a minden időszakban való jó láthatóság. Ezt nappal az előírásnak megfelelő színek, szükség szerint a megfelelő háttér (keret), legújabban a fluorescens festékanyag -, éjszaka a külső/belső megvilágítás, a jelzéskép világító kialakítása (száloptika, LED), vagy – és ez az általános – a retroreflektív(irányított) fényvisszavető felület biztosítja. A fényvisszaverési típusokat a 12.1/36. ábra, a retroreflexiót a 12.1/37. ábra szemlélteti. 12.1/36-37. ábrák További általános követelmény a megkülönböztethetőség, a felismerhetőség, az olvashatóság, az érthetőség és a tartósság. A tartósság egyik jellemzője a kezdeti fényvisszavető képesség legkevesebb 70 %-ának megőrzése a 7 – 10 éves előírt élettartam (1. - 2 ,3. tip.) tekintetében. Ellenőrizhetősége érdekében a tábla hátoldalán el nem távolítható módon rögzíteni kell a gyártás időpontját és a gyártó adatait. Alkalmazási szempontok: az emberi szem öregedéssel növekvő fényigénye, eltérő látószög – szgk/tgk, városi vegyes világítás – kontraszthiány, változó reflektor konstrukciók – az útpályára koncentrál, más-más megvilágítás - az út jobb -, bal oldalán, felette, illetve a különböző sávokban. A vonatkozó előírás három fényvisszavető képességi fokozatot különböztet meg – 1-3 fokozat és útkategóriától, elhelyezéstől függően követeli meg ezek alkalmazását. Az 1. és a 2. típus üveggyöngy felületű, így gyöngyönként 1 – 1 visszavert sugár jelentkezik, a 3. típus ún. mikroprizmás kialakítású, jelentősen nagyobb fényvisszavető képességű. A fényvisszavető fólia elvi felépítését a 12.1/38. ábra, az egyes típusokat a 12.1/39-40. ábrák mutatják. 12.1/39-40. ábrák A közúti jelzőtáblák fényvisszavető-képesség (R fényvisszavetési együttható )szerinti alkalmazása a JTSZ szerint: 1. típus (Ref 1) - tájékoztató (útbaigazító)~, mellékutak ~, kivéve elsőbbséget szabályozó (B)~, vasúti átjárót előjelző~, kijelölt gyalogátkelőhely jelzőtáblák, 2.típus (Ref.2) elsőbbséget szabályozó (B)~, vasúti átjárót előjelző~, kijelölt gyalogátkelőhely jelzőtáblák; gyorsforgalmi -, főúton, főútvonalon minden további – ideiglenes is! kivéve: tájékoztató, 3. típus (JTSZ 2.függ.) – úttest feletti – kivéve tájékoztató. (Az új e-UT 14.12.11 4.4.4.szerint: Az útmutató jelzőtáblákon az 1. típusú helyett a 2. típusú, illetve a 2. típusú helyett a 3. típusú (mikroprizmás) fényvisszavető bevonat alkalmazása mindig megengedett.
Követelmény továbbá, hogy egy oszlopon csak egyféle – a nagyobb teljesítményű típushoz igazodva – helyezhető el. A 3. típusú fólia fényvisszavető képességének (R’) követelményeit – példaként – a 12.1/7. táblázat mutatja be, a táblázatban szereplő megfigyelési és beesési szögek értelmezését a 12.1/41. ábra szemlélteti, a követelmények tényleges vizsgálati módjára a 12.1/42. ábra ad példát. 12.1/7. táblázat 12.1/41-42. ábrák A fényvisszavető fóliák/jelzőtáblák alkalmazás szempontjából fontos további jellemzője a félértékszög ( annak az iránynak a felület normálisával képzett szöge, amely irányban a felület fénysűrűsége fele a normális irány félsűrűségének), mely szerint nagyon széles -, széles - és hegyes szögben visszavető fóliákat különböztetünk meg és alkalmazunk lakott területen, illetve külterületen az engedélyezett sebesség függvényében. A közúti jelzőtáblák megtervezésének, alkalmazásának és elhelyezésének követelményei A jelzőtáblák megfelelő láthatósága, az előírások egyértetlmű vonatkozása és az akadályoztatás kizárása érdekében a jogszabály és az annak alapján készült műszaki irányelv egyértelműen rögzíti a jelzőtáblák elhelyezésének lehetőségeit, melyről a 12.1/43. ábra ad tájékoztatást 12.1/43. ábra A kihelyezett közúti jelzőtáblák épek, tiszták, állandóan jól láthatóak, előírt fényvisszavető képességűek legyenek/belső fényforrás biztosítsa a megfelelő fényerőt. A jelzőtáblák teljes felülete fényvisszavető/átvilágított/megvilágított legyen. A fényvisszavető típusú jelzőtáblák felületét alkotó fóliákat szilárd lemezre – alu, acél, műanyag … - ragasztják, így a fóliák hátsó fele tapadó felületű – nyomásra, vagy hőre reagáló. Lakott területen elfogadott megoldás még a világító-, valamint a kivilágított jelzőtábla. A világító jelzőtábla lehet belülről világított, vagy – alapvetően a változtatható jelzésképű táblák esetén – száloptikás, újabban fénydiódás (LED) megoldású. A táblák tartószerkezetét szélnyomásra, rezgésre és a téli hóeltakarítás általi igénybevételre kell méretezni. A tartószerkezetek tervezésénél figyelemmel kell lenni a következő fejezetekben tárgyalandó passzív védelemre is. Többsávos, sűrű nehézjármű forgalommal terhelt utak esetén a jelzőtáblákat a mindenkori láthatóság érdekében fej fölé - portálokra, konzolokra helyezik, hasonlóképp a dinamikus, változtatható jelzésképű táblákhoz. A jelzőtáblák rögzítésének szilárdnak, de oldhatónak, csereszabatosnak kell lenniük A csőoszlopok mérete - a táblaméret függvényében - rendszeresített, d= 60, -76, -89 mm, falvastagság 2, illetve 3 mm, anyag aluminium, vagy acél, (esetleg egyéb méreetű és fajtájú anyag - műanyag). A megfelelő stabilitás érdekében a tartószerkezetek alapozását a helyi talajviszonyoknak, fellépő igénybevételeknek megfelelően egyedileg meg kell tervezni. Tartószerkezet kialakítására adnak példákat a 12.1/44-46. ábrák. 12.1/44-46. ábrák
12.2/ Közúti passzív biztonsági berendezések Az utak biztonságának javítása és fenntartása, a biztonságos utak tervezése bizonyos területeken, kiválasztott pontokon megköveteli olyan technikai rendszerek felállítását, amelyek a járműveket, a gyalogosokat a veszélyes övezetektől, - területektől visszatartják. Az elképzelés nem új, a korábbi és a jelenlegi hazai tervezési szabályzatok is előírták, hogy adott útszakaszok mely pontjaira – ívsugár, töltésmagasság, veszélyes-, vagy veszélyeztetett környezet, osztottpályás utak elválasztó sávja – kell passzív biztonsági berendezést (vezetőkorlát, terelőfal, stb…) telepíteni. Az ÚT 2-1.210:2008 Közutak tervezése 1.13.2. szerint a töltés magasságának és az út tervezési kategóriájának függvényében, megfelelő kifuttatással védőberendezést kell elhelyezni az útról való lesodródás megakadályozása érdekében. Passzív biztonsági berendezést (vezetőkorlátot,védőfalat…) kell tervezni 3,0 m töltésmagasság felett, továbbá az ÚT 2.1.161 útügyi műszaki előírásban szereplő esetekben. Gyalogoskorlátot kell létesíteni gyalogjárda mellett, ha a töltés 1,5 m-nél magasabb. A közúti hidakon létesítendő korlátokra az ÚT 2-1.403 előírásai vonatkoznak. Az ÚT 2-1.161:2010 Közúti visszatartó rendszerek I. Feltartóztatási követelmények és elhelyezés közutakon 2.3.1. bekezdése szerint az utak biztonságának javítása és megtartása, a biztonságos utak tervezése bizonyos területeken vagy kiválasztott pontokon megköveteli olyan rendszerek felállítását, amelyek a járműveket a veszélyes övezetektől vagy területektől visszatartják. Így közúti védőkorlát telepítendő folyópálya szakaszokon az R > 200 m sugarú vízszintes ívek külső oldalán 1:1,5 hajlásnál meredekebb rézsűk esetén 2,0 m töltésmagasság felett, 0,5 m-nél magasabb támfalon, kissugarú - R<1,2xRmin - ívek, ívsorozatok külső oldalán; út külső oldalán, ha a koronaéltől, kiemelt szegélytől 5,0 m-en belül hídalátámasztás, rögzített merev, pontszerű akadály -, 2,5 m-en belül zajárnyékoló fal van, a pályán kívüli területek védelmére élő vízfelülettől, robbanásveszélyes -, egyéb védendő létesítménytől, intenzíven használt tartózkodási területtől 10 m-en belül vezetett koronaél -, 10-20 m-en belüli töltésláb esetén, töltéslábtól 10 m-en belüli párhuzamos út, gyalog -, kerékpárútnál, továbbá osztottpályás utak elválasztósávjában. Az ÚT a feltartóztatási fokozatot az útkategória és a veszély mértéke függvényében táblázatosan(13.2/1. táblázat 1-2) adja meg, melyben foglaltak külön meghatározott esetekben tovább szigorítandók/pontosítandók, azaz a feltartóztatási fokozat : gyorsforgalmi és főutakon távlati 3000 njm/nap esetén egy fokozattal magasabb, különszintű csomópontok összekötő pályáin, -ágain – mint külterületi főúton, gyorsforgalmi utak és pihenőhelyeik közt N2, autópályák pihenőhelyei külső határoló útján – mint belterületi főúton, közút-vasút egymás mellett vezetése esetén külön rendelet (vasúti) szerint. 13.2/1. táblázat 1-2. A passzív biztonsági berendezés – biztonsági korlát - a jármű kinetikus energiáját a súlypontra ható oldalirányú ütközési erő és a biztonsági korlát elmozdulása hatásaként felemészti, amint azt
a 12.2/1. ábra szemlélteti. 12.2/1. ábra Egy 1996-ban kiadott – ma hatályon kívüli – útügyi műszaki előírás (ÚT 3-1.116) összefoglalta ezen berendezések típusaira, kialakítására, elhelyezésére, alkalmazására vonatkozó tudnivalókat – 12.2/2. táblázat, az abban foglaltak jó egyezőséget mutatnak a jelenlegi előírásokkal. A témát több országban már hosszabb ideje kiemelten művelték (USA, Anglia, NSzK), a nemzeti előírások egységesítése, a közös szakkifejezések kimunkálása, a teljesítmény-ismérvek kialakítása, a hatóságok számára teljesítmény-osztályok megismertetése és meghatározása céljából az EU munkabizottsága évtizedes munkával kidolgozta az EN előírást /4/, melynek első négy kötete MSz EN előírásként 2001-től folyamatosan jelent meg, hazánkban is hatályos és folyamatban van a további kötetek kiadása. A tárgyalt berendezéseket a szabványban a 12.2/3. táblázat szerint csoportosítják. 12.2/2-3. táblázat A táblázatban foglaltak magyarázata: 1 közúti visszatartó rendszer az út tartozékaként meghatározott tömegig feltartóztatja a pályáról letérő járművet (jármű visszatartó rendszer), visszatartja, vezeti a gyalogost (gyalogos visszatartó rendszer), 2 visszatérítő rendszerek: az út tartozékaként meghatározott tömegig visszavezeti az útra a pályáról letérő járművet . 3 a biztonsági korlát változatai: állandó/ideiglenes, alakváltozó/merev, rugalmas/félmerev/merev, egyoldali/kétoldali, visszatérítő/visszatartó,– példák a 12.2/23/.ábrán és a későbbiekben a 12.2/43-48. ábrákon. 4 a járműmellvéd: híd, támfal… peremén kiegészítő védő-visszatartó szerkezet gyalogosok, más úthasználók (lovasok, kerékpárosok, állatok) számára –12.2/4.ábra, 5 felfogó rendszerek az út tartozékaként meghatározott tömegig megállítják/felfogják a pályáról letérő járművet . 6 az ütközéscsillapító: a jármű mozgási energiájának a felvételét szolgáló, visszatérítő, vagy nem visszatérítő – megállító – típusú berendezés –12.2/5. ábra, 7 a fékező ágyazat: az úttal határos, az úthoz csatlakozó felület, mely speciális anyaggal van feltöltve abból a célból, hogy az útról letérő járművet lefékezze, megállítsa – 12.2/6-8. ábrák. 12.2/2-8. ábrák Az MSz EN1317-1-4(5,6): 2001-2003. Közúti visszatartó rendszerek című honosított EU követelmény rendszer célja az utak biztonságának javítása és fenntartása, biztonságos utak tervezése. A megoldás: meghatározott területeken, kiválasztott pontokon olyan biztonsági rendszerek felállítása, amelyek a veszélyes övezetektől, vagy területektől visszatartják a járműveket, a gyalogosokat. A szabvány célja:eljárás a nemzeti szabványok összehangolására, közös szakkifejezések használata, egységesített ütközésvizsgálatok, járművek teljesítmény ismérveinek meghatározása, a nemzeti és helyi hatóságok számára teljesítményosztályok megismertetése, meghatározása.
A méretezés: megadott feltartóztatási fokozatok szerint úgy történik, hogy a bevezetett rendszerek az útpályáról letérő járműveket visszatartsák, a gyalogosokat és más úthasználókat vezessék. Az EN előírás koncepciója: A berendezéseket meghatározott súlyú/típusú járművek meghatározott ütköztetési körülmények közti visszatartására/visszatérítésére tervezik, figyelemmel a járműben tartózkodók biztonságára. A berendezések alkalmazhatóságát a szabvány a leírt követelményszintek teljesítésére vonatkozó minősítéshez köti melyet csak a konstrukció töréstesztje kapcsán lehet elfogadni. A berendezéssel ütköző személygépkocsiban ülők biztonsága és a berendezés járművisszatartó képessége egymásnak bizonyos mértékig ellentmondó követelmény. Az előírás elsődlegesnek tekinti a személyek biztonságát, ezt csak kivételes esetekben – amikor a letérő nehéz jármű ugyancsak személyeket veszélyeztetne – helyezi a visszatartási teljesítmény mögé. A személyek biztonsága érdekében a berendezéseket a teszt során a próbabábún (Dumy) mért határértékek – az ütközés hevessége (Acceleration Severity Index)[dimenzió nélküli skalár], a fej elméleti ütközési sebessége (Theoretical Head Impact Velocity)[km/h], a fej lassulása az ütközés után (Post-impact Head Deceleration)[m/sec2], az utastér alakváltozási mutatója (Vehicle Cocpit Deformation Index) alapján meghatározott A-B-C csökkenő ütközéserősségi fokozatba sorolják. A vizsgálatok az űrhajózás kezdetein a visszatérő berendezésekben elhelyezett bábuk, állatok sérüléseinek elemzéséből erednek. A 12.2/ 9-14. ábrák szemléltetik a fent bemutatott fogalmak tartalmát. 12.2/9-14. ábrák A biztonsági korlát feltartóztatási fokozatát különböző – 900 - 38 000 kg – tömegű, – szgk.-tgk.autóbusz-kamion-járműszerelvény jellegű - jármű különböző – 65-110 km/ó – sebességű, -8-15200 ütközési szögű –töréstesztjével határozzák meg, a teszt során mérik a berendezés dinamikus behajlását (D), illetve hatástartományát (W), azaz elmozdulását (12.2/15. ábra) és rögzítik az előbbiekben bemutatott, a járműben ülők szempontjából fontos mutatókat. Ez utóbbi hatások megfigyelése céljából a magasabb feltartóztatási fokozatok (N-H) minősítéséhez minden esetben bevonják az értékelésbe az adott szerkezet alkalmazásakor a 900 kg-os kis személygépkocsi ütközése során megállapított ütközéshevességi fokozatot. 12.2/15. ábra Az értékelés legfontosabb összefoglaló táblázatai: 12.2/4. táblázat – az ütközési vizsgálatok ismérvei, 12.2/5. táblázat – a feltartóztatási fokozatok, 12.2/6. táblázat – ütközéshevességi fokozatok, 12.2/7. táblázat –hatástartomány fokozatok, 12.2/8. táblázat – a feltartóztatási fokozatok vizsgálati szempontjai.
A feltartóztatási fokozatok és a hozzájuk tartozó ütközéshevesség megállapításán túl a törésteszt során követelmény: hogy a visszatartó rendszer hosszanti elemei törése nélkül tartóztassa fel/vezesse vissza a járművet, a korlát fő alkotóelemei ne oldjanak el, ne veszélyeztessék túlzottan a környezetben tartózkodókat. A vizsgálat sík, vízszintes, kemény aljzaton, Európában használatos üzemi állapotú járművel kell végezni, rögzítve a korlát pontos paramétereit. Az ütközésnek a korlát 1/3-ában kell történnie. A 12.2/16. ábra egy törésteszt helyszínrajzi elrendezését mutatja. 12.2/16. ábra Az ütközéscsillapító berendezés felemészti/jelentősen csökkenti a jármű mozgási energiáját, megállítja-visszatartja/visszatéríti a járművet. Az ÚT 2-1.161:2010 Közúti visszatartó rendszerek I., mint az MSzEN 1317-1-6 szabvány szakmai „végrehajtási” utasítása 2.3.7.szerint egyedi pontszerű, védendő, ütközésre veszélyes akadályoknál mérlegelni kell, hogy a visszatartó rendszer, vagy az ütközéscsillapító berendezés létesítése előnyösebb-e. Az ütközéscsillapító berendezéseket az előzőkkel azonos elvek szerint 900-1500 kg tömegű személygépkocsikra vizsgálják, a 12.2/17. ábra szerint meghatározott ütközési helyzetekben (1/. frontális -, 2/. 150–os ütközés a berendezés homlokvonalának közepével, 3/. Ľ-el eltolva, 4-5/. ütközés a berendezés oldalával 150–os és1650–os szögben (azaz megperdülve). 12.2/17. ábra A minősítés az ütközés hevessége, a jármű mozgási folyamata, a jármű és a csillapító roncsolódása, a visszatartási szint és az ütközéscsillapító elmozdulása alapján történik. Követelmény:hogy az ütközéscsillapító részei a járműbe ne hatoljanak be, 2,0 kg-nál nagyobb tömegei ne váljanak le, alkatrész ne nyúlhasson be a szomszédos űrszelvénybe, a jármű közel függőlegesen álljon a visszapattanási mezőn belül. A biztonsági berendezések további elemei a biztonsági korlátok kezdő és végszerkezetei, valamint az egyes - esetenként eltérő szerkezetű/tulajdonságú korlátszakaszokat összekötő átmeneti szerkezetek. Mindegyikkel szemben követelmény, hogy fokozatos átmenetet kell képezzen a hiányzó és a teljes feltartóztatási képesség közt, frontális ütközéskor nem idézhetnek elő járulékos veszélyeket, különböző merevségű védőberendezés összekapcsolásakor meghatározott viselkedésű átmenetet kell képezniük. A kezdő-és végszerkezet: nem hatolhat be a járműbe, nem okozhat a jármű belsejében alakváltozásokat, egyik fő alkotóeleme sem szakadhat le, nem lépheti át a megengedett maradó oldalirányú elmozdulás meghatározott határat, a lehorgonyzásoknak, leerősítéseknek ki kell elégíteniük a meghatározott követelményeket. A járműnek az ütközés során függőlegesen állva kell maradnia és a visszapattanási tartomány meghatározott vonalait nem lépheti át. Az átmeneti szerkezetek feltartóztatási fokozata nem lehet sem alacsonyabb, sem magasabb a csatlakozó szakaszokénál. A kiszerelhető biztonsági korlát szakaszokra vonatkozó követelmények: - a legfeljebb 40 m hosszú szakasz egyedi átmeneti szerkezetként kell kezelni,
- a 40 m-nél hosszabb szakaszt önálló szerkezetként kell kezelni, amit két átmeneti szerkezet köt össze, A kiszerelhető biztonsági korlátszakasz feltartóztatási fokozata alacsonyabb, hatástartomány osztálya egy fokozattal magasabb lehet, mint a csatlakozó biztonsági korláté. A szabvány újabb kötete részletesen ismerteti az EU minősítés - „E” – feltételeit. Az idézett szabvány előírásai szerint minden törésteszttel minősített termékhez, berendezéshez (biztonsági korlát, ütközéscsillapító) köteles a forgalmazó a teljes vizsgálati anyagot bemutatni. A beépítés csak a vizsgálati elrendezéssel, méretekkel, anyagminőséggel azonosan lehetséges. Az EU szabványnak megfelelő biztonsági berendezésektől eltérő a már hivatkozott ÚT 21.161:2010 előírásban tárgyalt berendezések köre, a biztonsági korlátok (acél vezetőkorlát, acél vagy beton vezető-védő-terelőfal). Nem tárgya az előírásnak a biztonsági korlátok kialakítása (alak, méret, szerkezet, anyag), erőtani méretezése és a geometriai elhelyezése, valamint az ütközéscsillapítók szabályozása. Az Előírás szerinti berendezések rendeltetése a járművek visszatartása az útról való letérésről, lehajtástól, lesodródástól, leeséstől, azaz a szomszédos környezet veszélyeztetésétől, a járművezetők és a járműben ülök védelme, a kétpályás (elválasztó sávval épült) utakon a járművek visszatartása az ellenirányú forgalom pályájára való ráhajtásától, védelem a frontális ütközéstől, az úttartozékok védelme a személygépkocsik ütközésétől, (illetve a személygépkocsik veszélyes akadálynak ütközés elleni védelme ami nem tárgya az előírásnak)- lásd a korábbi 12.2/1. táblázat 1-2. alatt bemutatottakat. Az Előírás szerint a védőkorlát visszatartási fokozata kiválasztási szempontjai: az út tervezési osztálya és fajtája, - fekvése, - geometriája, az úton levő híd, műtárgy, az út mellett fekvő veszélyeztetett terület, tárgy, a biztonsági kockázat foka. A kiválasztás biztonsági feltételei: - átlagos baleseti kockázat: útpályáról való letérésből, leesésből eredően kis valószínűségű a közlekedési területen kívüli személyek, létesítmények veszélyeztetése, illetve az ebből eredő különösen súlyos, tömeges baleset, baleseti kár, - súlyos baleseti kockázat: a gépjármű letérése, leesése nagy valószínűséggel több járművet, embercsoportot, létesítményt érintő összetett, különösen súlyos baleseti kockázattal jár. A különböző forgalmi szituációkban megkövetelt feltartóztatási fokozatot a tervező/beruházó/kezelő/hatóság írja elő (ismét hivatkozunk a 12.2/1.táblázatra), megszabva egyben az elvárt ütközéshevességi teljesítményt is. A döntés dilemmái az egyes követelmények elsőbbségéből, a rendelkezésre álló választékból adódóan: a hatástartomány/ütközés-hevességi fokozat, a hatástartomány/rendelkezésre álló űrszelvény, a vízelvezető szegéky (híd) tervezett magassága (7/15 cm). A táblázat előírásait meghaladóan gyorsforgalmi utak, főutak esetén ha a nehézgépjármű forgalom az összforgalmon belül 3000 gépjármű/nap feletti és súlyos a baleseti kockázat H4b teljesítményű korlát építendő ki. Elhelyezési követelmény, hogy két egyoldalú – osztott hatású – korlát hatástartományai az elválasztó sávban nem kerülhetnek átfedésbe, kivéve ahol a közös hatás bizonyított (acél
vezetőkorlát keresztirányú kötéssel, beton védő-terelőfal föld feltöltéssel…),továbbá védendő teherviselő szerkezeti elemet a hatástartomány nem érinthet. A különszintű csomóponti összekötő ágak, -pályák közül direkt-, féldirekt pályán H2, gyüjtő-elosztó pályán, direkt összekötő ágon H1, féldirekt-, indirekt összekötő ágon H1 feltartóztatási fokozatú korlát tervezendő. A biztonsági korlátok jellemzően fémből készülnek. A fém biztonsági korlátok hatásmechanizmusa: a korlátelem az ütközés helyén betüremkedik, oszlopai kihajlanak – azaz deformálódik, esetleg tönkremegy, ugyanez történik a járművel – így az ütközési energia felemésztődik. A jármű tömegétől, sebességétől, az ütközés szögétől függ, hogy hány korlátelem, -oszlop vesz részt az energia átalakításban. A fém biztonsági korlát elemei: tartóoszlop –12.2/18. ábra, korlátelem –12.2/19. ábra, keresztgerenda –12.2/20. ábra, deformációs elem –12.2/21. ábra, végelem 12.2/22. ábra. 12.2/18-22. ábrák Nagyobb energiaelnyelő képességű megoldások: a keresztgerendával ellátott, a két-, háromsoros korlát, a 2,0-, 1,33 méterre sűrített oszlopok, az alkalmazott profil – kettőnél több hullám, felső-, alsó kiegészítő léc. Az acél vezetőkorlátok lehetséges elrendezése: egysoros, normál magasságú –12.2/23. ábra; kétsoros normál magasságú –12.2/24. ábra, kétsoros magasított –12.2/25. ábra; három soros –12.2/26. ábra; mindegyik lehet egyoldalú, kétoldalú, keresztgerenda elemmel, vagy anélkül –12.2/27-28. ábra. 12.2/23-28. ábrák Az acélkorlátok telepítésénél figyelembe veendő szabályok: 1
oldalakadály távolság az ÚT 2-1.201:2008 (KTSZ) szerint, de a koronaéltől mért távolság az irányadó , külterületi utakon min 1,8 m, de 0,75 m-nél kisebb semmiképp nem lehet,
2
ütközési sík és a védett akadály közti távolság min 0,50 m,
3
normál korlát magassága 0,75 m, magasított korlát 1,10 m,
4
műtárgyakhoz csatlakozásnál kifuttatás a folyópályán,
5
hossz: védett akadály előtt osztottpályás úton 40,0 m, egyéb közúton 20,0 m; akadály után osztottpályás úton 20 m, egyéb úton 12,0 m lefuttatva; 5,0 m végelemmel (csak 50 km/ó sebesség alatt)
6
legkisebb hossz min 30,0 m .
Példák a 12.2/29-39. ábrákon.
12.2/29-39. ábrák Acélkorlátok méretezése hidakon statikus terhelésre az ÚT 2-3.401 szerint 25 cm-es épített szegélyt feltételezve történik, ütközési kísérlettel min 7 cm-es szegélyen elhelyezett korlát vizsgálható. A passzív biztonsági berendezések másik hazai elterjedt megoldása a beton (acél) terelőfalak alkalmazása. A fal speciális kialakítású homlokfelülete biztosítja, hogy a kis szögben ütköző, meghatározott kerékméretű és súlypontú jármű mozgási energiája – a jármű falra gördülése következtében – felemésztődjön, ez esetben a fal visszatérítő rendszerként működik, egyéb esetben a láncként összekapcsolt falelemek aljzaton való elmozdulása emészti fel a mozgási energiát, a fal ekkor visszatartó rendszerként működik ( további részleteket lásd a 12.3. fejezet 12.3/11. ábra ) Az ún. normál méretű kétoldalas fal keresztmetszetét a 12.2/40. ábra, elhelyezési példáját a 12.2/41. ábra, a falak összekapcsoló elemét a 12.2/42. ábra, elhelyezési változatait a 12.2/43. ábra, a falak választékát a 12.2/44-45. ábrák mutatják. 12.2/40-45. ábrák Az ismertetett rendszeren kívüli, de a hazai utakon is alkalmazott, ugyancsak a biztonságot szolgáló berendezések a kőgörgetegekkel szemben védő védőhálók, görgetegfogók, a hidak űrszelvényét biztosító védőkapuk.
12.3/ Az úttérség biztonsága A témakör szorosan kapcsolódik az útkezelői, útfenntartói tevékenységhez, ezért fontosnak tartunk néhány gondolatot erről e területről is ismertetni. A fejezet bevezetőjében idéztünk az ERF legutóbbi kutatásának adataiból, többek közt utalva a halálos balesetek közt nagy számban előforduló ún. egyjárműves balesetekre. Ez a megállapítás összecseng az USA útügyi hivatalnokok szövetségének 1980-as tapasztalatait összegző kutatási jelentéssel (amely egyébként a múlt század ’60-as éveiben gyökeredzik). A jelentésben /5/ szereplő további számszerű adat szerint az összes halálos baleset 60 %-át kitevő egyjárműves baleset 70 %-ában a jármű elhagyta az úttestet, felborult, vagy szilárd tárgynak ütközött. A szilárd tárgyak zöme ember által épített jelzőtábla tartó, kiálló alap, korlátelem, egyéb úttartozék – többek között élő fa – volt, amelyek kizárólag az út kezelőjének a felügyelete alá tartoztak A jelentés vonatkozó adatait a 12.3/1.táblázat foglalja össze. 12.3/1.táblázat Az adatok egyértelműen mutatják, hogy a témát a közutak üzemeltetése, fenntartása tárgy keretein belül is tárgyalni kell. Az ÚT 2-1.161:2010 Közúti visszatartó rendszerek I., mint az MSzEN 1317-1-6 szabvány szakmai „végrehajtási” utasítása 2.3.2. szerint is a közúti visszatartó rendszerek alkalmazása előtt meg kell vizsgálni, hogy a veszélyes hely elkerülésével, vagy átépítésével, a veszélyes objektum
eltávolításával a védelem megoldható-e . Ilyen intézkedések: - elegendő távolság tartása az út és a védendő terület közt, - akadályok eltávolítása, - átjárható, illetve „rugalmas” elemek alkalmazása, - mély nyílt vízelvezetés (árok) helyettesítése (folyóka), - lapos rézsűk, nagy sugarú lekerekítések. Az idézett USA tanulmány alapgondolatai: A biztonság alapeleme a jármű úton tartása, eszközei azok a megoldások, melyek minimalizálják a bekövetkezett balesetek súlyosságát, amelyek az út elhagyása követeztében keletkeznének. Természetesen a legfontosabb a tervezési sebesség, illetve a szükséges helyi korlátozás előírásainak a betartása/betartatása, de a gondatlanságból, gyakorlatlanságból balesetet szenvedőket, sőt a szándékos szabályszegőket is meg kell menteni a végzetes következményektől – írják a hivatkozott tanulmányban. Ez persze nem csak döntés, de pénz kérdése is, de a védelmi ráfordítással szemben jelentkezik a baleset által okozott nemzetgazdasági veszteség, amit az említett ERF kutatás személyenként 1-2 millió euróra becsül. Az USA tanulmányban tárgyalt témák: 1 költség/haszon elemzési módszerek, 2 a „tiszta zóna” (Clear Zone) koncepció, 3 táblák, világítótestek… biztonságosabb tartószerkezetei, 4 biztonsági korlátok, ütközéscsillapítók, 5 a közúton végzett munkák biztonsága. Az alkalmazás javasolt területei: 1 elsősorban 50 mérföld/óra (80 km/ó) tervezési sebesség felett, 2 új építéseknél, nagy rekonstrukcióknál, 3 meglevő utakon - vizsgálatok szerinti frekventált helyeken, 4 hosszú távú programként. A „tiszta zóna”- szabadon hagyott tér - koncepció: Korábbi törekvés az út menti fák eltávolítása, 9 m szélességű útmenti terület akadálymentessé tétele – beleértve a domborzat, a vízelvezető rendszer veszélyeit is, illetve ennek lehetetlensége esetén védőkorlát, ütközéscsillapító telepítése. Újabban a „tiszta zóná”t az útkategória, a sebesség- és a forgalomnagyság által differenciáltan értelmezik, amint azt a 12.3/1. ábra szemlélteti. 12.3/1. ábra Hazai kapcsolódó szabályozás – ÚT 2-1.163 - útkategóriától, vonalvezetéstől függően 6-12 m oldaltávolságban írja elő famentes terület kialakítását.(12.3/2.táblázat) 12.3/2.táblázat A továbbiakban szemelvényszerűen emelünk ki néhány alapvető lehetőséget a tanulmányból
megjegyezve, hogy az előző alfejezetekben tárgyalt megoldások számos estben követik az ismertetett gondolatmenetet.
Jelzőtáblák, világítás és hasonló elemek ütközési kockázatának a csökkentése: 1 2 3 4
biztonságosabb konstrukció, áthelyezés, a jármű eltérítése, védőkorlát, ütközéscsillapító.
A biztonságosabb konstrukció az ún. nem fékező – Breakaway – alátámasztás, 12.3/2-3. ábrákkal szemléltetve. 12.3/2-3. ábra Útmenti korlátok: Ebben a témakörben a konkrét helyi körülményekhez igazodó helyszínrajzi kialakítást emelnénk ki – figyelemmel a 12.2. alatt a töréstesztek kapcsán ismertetett ütközési szögekre is a 12.3/4-6. ábrák szemléltetésében 12.3/4-6. ábrák Megjegyezzük, hogy a tanulmány összefoglalást ad az ismert fém- és betonkorlát-konstrukcióról, egyedi hídkorlát megoldásokról és ezek alkalmazhatóságáról – 12.3/7-14.ábra. 12.3/7-14. ábrák Ütközéscsillapító párnák (Crash Cushions): Az alapelv: a „párna” az ütköző jármű mozgási energiáját nyeli el a deformáció során – 12.3/15. ábra. 12.3/15. ábra Ilyen ütközéscsillapítók töréstesztjének paramétereit (európai mértékegységekre átszámítva 0,8 – 2,0 to járműsúly, 96,6 km/ó ütközési sebesség) foglalja össze a 12.3/3. táblázat- v.ö. 13.2. fejezet MSz-EN szempontjaival. 12.3/3. táblázat Nem tudjuk megtenni, hogy ne utaljunk a 2008-ban 100 éve született honfitársunk, Barényi Béla Mercedes gyári főkonstruktőri munkásságára, akinek a biztonságos autó 1949-ben szabadalmaztatott gondolata ugyanezen elven - azaz az ütközéscsillapító párnák hatásmechanizmusán alapult –12.3/16. ábra. 12.3/16. ábra
Megjegyezzük, hogy a telepített ütközéscsillapító berendezések a magyar gyorsforgalmi utakon is megjelentek és mentettek meg életeket. Konstrukciójuk a 12.3/17-18. ábrák szerinti. 12.3/17-18. ábrák
A közúton végzett munkák biztonsága: A közúton dolgozók védelmét szolgálják – a fejlett, fénytechnikát is alkalmazó jelzésrendszereken túl – a mobil védőkorlátok, melyek közt a beton-, fém-, pótsúllyal (víz, homok…) tölthető műanyag talpas profilokat (pl. New Jersey) említjük 12.3/19. ábra. 12.3/19. ábra A közlekedők védelmét szolgálják, a figyelmetlen, elaludt vezetők ütközésének következményeit enyhítő, a munkahelyi terelésre használt nehéz tehergépkocsikra szerelt ütközéscsillapító párnák – 12.3/20. ábra. Ilyen eszközt ábrázol a 11. fejezetbe tartozó 12.3/21. ábra szerinti forgalomterelési vázlat is. Ezek a ’90-es évek második felétől rendszerbe állítva működnek a magyar gyorsforgalmi utakon és ez ideig tucatnyi életet mentettek meg. Egy ilyen esetet mutat be az M3 autópályán készült 12.3/22. ábra 12.3/20-22. ábrák
Utószó: Remélem és kívánom, hogy az itt közölt ismereteket hallgatóink alkalmazzák, alkotó módon továbbfejlesztik és ezzel is hozzájárulnak a magyar utak jobb használhatóságához, a balesetek és következményeik szándékaink szerinti jelentős csökkentéséhez. Irodalom: 1.
ÚT 2-1.201:2008 Közutak tervezése, MAUT
2.
20/1984.(XII.21.) KM és az azt módosító 2/1999.(I.18.) KHVM rendelet az utak forgalomszabályozásáról és a közúti jelzések elhelyezéséről.
3.
11/2001.(III.13.) KÖVIM rendelet az útburkolati jelek tervezési és létesítési előírásairól
4.
MSz EN 1317 Közúti visszatartó rendszerek MSzT
5.
Roadside Design Guide, American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, 1989.
6
MSZ-EN 1436 Útburkolati jelek
7.
ÚT 2-1.123 A közúti jelzőtáblák műszaki szabályzata
8.
ÚT 2-1.163:2005 A külterületi menti közutak fásítás szabályozása a forgalombiztonsági
szempontok figyelembe vételével 9.
e-ÚT 09.04.14:2012 T Hosszirányú útburkolati jelek láthatóságának mérése
10. Dr.Szakos Pál Útfenntartás (előadások szakmérnök hallgatóknak-kézirat)
