update 10/3 Aktuálisan a betonutakról Körforgalmi betonburkolatok

Átírás

1 Aktuálisan a betonutakról update 10/3 Körforgalmi betonburkolatok A betonburkolatos körforgalmi csomópontok megejtően vonzók teherbírásuk, alaktartó pályaszerkezetük és nagyszerű tapadó súrlódásuk miatt. A betonburkolatos körforgalmi csomópontok Svájcban és Ausztriában már évek óta léteznek és újabban Németországban is egyre inkább elterjednek. Erősödik az a felismerés, hogy a betonkörforgalmak tartósak és ezért gazdasági szempontból is előnyösek. Fotó: Batt/Huber

2 Körforgalmi betonburkolatok: svájci, német és osztrák tapasztalatok Ing. Rolf WERNER HTL/STV. Tanácsadás és szakértés beton térburkolatok tárgyában, Bonstetten (Svájc); Dipl. Ing. Martin PECK, München (Németország); Dipl. Ing. Johannes STEIGENBERGER, Bécs (Ausztria) Svájc Egyre inkább erősödik az a felismerés, hogy a betonpályás körforgalmak nemcsak célszerűek és költségtakarékosak, hanem mindenekelőtt ezek jelentik a tartós megoldást. Általános áttekintés Svájcban 2003 szeptemberében újítottak fel először egy viszonylag új, de tönkrement aszfaltburkolatos körforgalmat betonpályával. A tapasztalatok igazolták, hogy az erősen igénybevett merevburkolatos körforgalom nagyon is tartós éves élettartamra számítanak! és éppen ezért a leggazdaságosabb megoldás. Nemcsak egyre több aszfaltburkolatos körforgalmat újítanak fel betonburkolattal, hanem az új csomópontokat is már így tervezik és építik meg. Az 1. táblázat szerint mostanában évente körforgalmi csomópont készül betonburkolattal. Ebben a zürichi Kanton az éllovas, a beton csomópontoknak mintegy fele itt épül. A 100. betonpályás körforgalom 2010 nyarán helyezték forgalomba a századik betonpályás körforgalmat: ez az aargaui Kantonban van, Spittel mellett, Suhrban. Az itteni 26 cm vastag betonpálya a szokásos megoldásnak mondható. A körforgalom átmérője 36 m, ami svájci viszonylatban nagynak mondható. A körpálya szélessége 7 m, azaz nagyobb lenne, mint a vastagság 25-szöröse, ezért a megrendelő úgy döntött, hogy vasalt pályalemez helyett gyűrűirányú hosszhézaggal osztja ketté a pályaszélességet. A gránitanyagú záróidomokat a cm-rel szélesebbre épített pályalemezre ragasztották föl. A be- és kihajtó szakaszokat m hosszban (ez két vagy három lemeztábla hossza) ugyancsak betonburkolattal készítették. A ki- és behajtó ágakban a beton- és aszfaltburkolat közti csatlakozó hézagot a menetirányhoz képest kal elferdítve képezték ki, a merőleges helyett. Alapelvek A betonpályákat Svájcban lemezburkolatként készítik, azaz hossz- és kereszthézagokkal (hosszirányú nyomott hézag és keresztirányú vakhézag) képezik ki. Ugyanezt az építési módot alkalmazzák körforgalmak A 100. svájci betonpályás körforgalmi csomópont Spittelnél (Suhr), Aargau-i Kanton

3 Összesen Zürich Aargau Basel-Landschaft Waadt 1 1 Zug Luzern St. Gallen Thurgau Solothurn Bern Wallis 1 1 Basel-Stadt 1 1 Glarus 1 1 Schwyz 1 1 Appenzell Ausserrhoden Graubünden 1 1 Uri 1 1 Évenként összesen táblázat: A Svájcban 2003 és 2010 között épített betonpályás körforgalmi csomópontok számának részletezése kantonok szerint és összesítésük esetén is. A lemezeket egymás közt teherátadó vasbetétekkel készítik ( tüskézés ), a kereszthézagok sugárirányúak. Ez a megoldás a legkedvezőbb teher- és nyíró erő átadódást biztosítja. A hőmérsékletváltozás okozta eltolódásokat, mozgásokat a kivitelezési időszak (évszak) hőmérsékletéhez igazodva körpályánként 2-4 vasalt tágulási hézaggal egyenlítik ki. Általános szabály, hogy a ki- és behajtóágak burkolata m hosszban szintén beton. Ha a bevezető szakaszok erősebb esésben vannak, akkor a ki- és bevezető betonpálya szakasz hossza 20 m-re növelhető (fékút!). Ha a körforgalomban igen erős a tehergépkocsi vontatmányok aránya, akkor ez a hossz 2007 óta akár 50 m is lehet a ki- és behajtó ágakban. Szerkezetépítési okokból a körpálya betonburkolatát a ki- és behajtó ágak betonpálya szakaszától tágulási hézagokkal választják el, minthogy a kétféle szerkezet (körív, egyenesek) pályamozgás viszonyai eltérők. Ezeket a tágulási hézagokat azonban semmiképpen sem szabad megvasalni (se tüskézni, se horgonyozni). A függőleges irányú relatív elmozdulások (eltolódások) megakadályozására ezek alá a tágulási hézagok alá a mindkét oldalt alátámasztó betongerendákat (szerkezeti gerendát, keresztaljat) építenek. Hogy a későbbi években se léphessen fel szivattyúzódás a lemezcsatlakozások mentén, a beton pályalemezt nem közvetlenül a kavicságyazatra fektetik, hanem egy 8-10 cm vastag aszfaltrétegre. Méretezés, lemezvastagság, lemezméretek, vasalás A körforgalmi betonpályák cm vastagságúak, 26 cm a szokásos. A körgyűrű pályaszélessége gyakran 7-8 m, és így az általános szabály lemezhossz L max =25 x lemezvastagság nem tartható be, ezért a le mezeket vasalni kell. Vasalásként kezdetben hálóvasalást alkalmaztak, később acélszálas betont építettek be. Az acélszálas beton mellett szól, hogy egy munkaütem kimarad (a hálóvasalás elhelyezése), de az időbeni megtakarításon túl a munkaráfordítás is kevesebb. A év vége óta azonban az útpálya-felügyeleti szakemberek tartózkodóbbá váltak az acélszálas betonnal szemben és inkább egy gyűrűirányú közbenső hossz - hézaggal megosztják a lemezszélességet. Ezzel igyekeznek a gyakran előforduló olyan káreseteket megelőzni, amelyek a felszínre kiérkező acélszálaknak tulajdoníthatók. Kivitelezés, betonminőség, felületképzés Ideális esetben az egész építkezés a forgalom teljes kizárásával mehet végbe. Ez esetben a teljes körforgal mi gyűrűt egy munkamenetben lehet betonozni. Ilyen lehetőség azonban ritkán adódik és ezért az összes kör forgalmi betonozásnak csak kb. 10 %-ában lehetett csúszózsalus finiserrel dolgozni. Minthogy az esetek többségében a körpálya gyűrűjét több menetben betonozzák, leginkább kézi beépítéssel vibrogerendákkal készülnek a szakaszok. Ez persze a kivitelező számára óriási kihívást jelent, mert a síktól való eltérés nincs meg en gedve. A beton C30/37 jelű, és az XC4, XD3 és XF4 kitéti/ környezeti osztálynak feleljen meg. A megkövetelt felületi egyenletesség, a minimális síktól való eltérés miatt a helyszínre szállított beton konzisztenciájának óriási a jelentősége. Kézi bedolgozás esetén a Walz féle tömör ödési mérték (fok) lehetőleg 1,15-1,25 közti legyen, míg gépi bedolgozás esetén 1,25-1,35 közti (tehát merevebb) a konzisztencia. Ha az építési időtartamot szűkre szabták, akkor nagy kezdőszilárdságú betont ( gyorsbetont ) kell alkalmazni. Körforgalmat gyakran egy hosszabbított hétvégén kell megépíteni (csütörtökön 9 órától hétfőn 5 óráig). Ilyenkor a betonnak 30 órás korban már forgalomba

4 A kemény kopóanyag (kézi) bedolgozása Bülachban, a Winterthurer-úti körforgalomnál helyezhetőnek kell lennie, azaz a 28 napos korra megkívánt 5,5 N/mm 2 hajlítószilárdság 70 %-át már el kell érnie (3,85 N/mm 2 ). A körforgalmak általában belterületen épülnek és kis átmérőjűek a betonpályás körforgalmak csaknem 60%-a 30 m, vagy annál kisebb átmérőjű ezért tehát a járművek sebessége kicsi. Ebből adódóan el lehet tekinteni a zajcsökkentő, különleges felületképzéstől ( suttogó beton ). A betonfelületet erőteljes seprűzési vonalkázással kell kiképezni. Kiegészítésként még 1/3 mm-es korund homok beszórásával a jó érdességet tartósan biztosítani lehet. Az utókezelés kétütemű: először párazáró filmmel kell a felületet beszórni, másodszor hőszigetelő fóliatakarást kell alkalmazni. Különlegességek A belső gyűrű A legtöbb kantonban szokás a belső gyűrű építése. Ennek célja, hogy egyrészt a hosszú járművek a körforgalomban könnyen fordulhassanak, másrészt, hogy a tulajdonképpeni körgyűrűnél néhány cm-rel magasabbra kiemelt belső gyűrű révén a vezetők ne lássák túl szélesnek a pályát. Mindez azt szolgálja, hogy a körforgalomba ne túl gyorsan hajtsanak be. E belső gyűrű szerkezeti kialakításának fontosságát nem szabad alábecsülni, mert ez a gyűrű különlegesen nagy nyírásnak és nyomásnak van kitéve. Tapasztalatok bizonyítják, hogy a belső térkővel vagy aszfalttal készített gyűrű nem viseli el a nagy igénybevételt, ezért célszerű, ha a belső gyűrű is betonból készül. Peremlezárások Ha a külső vagy belső gyűrű lezárását gránit kőelemekkel tervezik, akkor ezeket vibrátorokkal jól tömörített betonlemezre kell ráépíteni vagy ráragasztani. A szokásos módon felrakott peremlezáró kövek már néhány nehézjármű áthaladása után a tapasztalatok szerint elnyomódnak és tönkremennek. Néhány kantonban ezért a peremlezáró köveket a szélesebbre épített betonpálya szélére ragasztják föl. A kövek odébbtolódásának megakadályozása végett célszerű, ha a felragasztott köveket a túloldalról odabetonozott kísérő gerenda támasztja meg. Az aszfalt- és betonpálya közti átmenet Ha az építés alatti forgalmi/közlekedési lehetőségek engedik, célszerű a ki- és behajtóágak aszfaltburkolatát a beton pályaszakaszok megépítése előtt elkészíteni. Így ugyanis az aszfaltpálya tökéletesen (akadálymentesen) tömöríthető az átmeneti szakaszban is,

5 Elvesző zsaluzatos tágulási hézag a körgyűrűben A vasalatlan körgyűrűpályát középső hézag osztja meg, Bülach, Winterthurer út A Zug-hoz vezető északi bejárat körpályájának gépi betonozása szivattyúval (Feldstrasse) elkerüljük a beton pályaszakasz sérüléseit az aszfaltszakasz utólagos tömörítésekor. A beton- és aszfaltszakasz közti csatlakozó hézag kal térjen el a merőlegestől: ezáltal a hézag fölött áthaladó járműveket érő dinamikus hatás lényegesen csökkenthető. Németország A nagy forgalmú körpályás csomópontok felújítási ciklusidőtartama aszfaltburkolat esetén 7 10 év. Ez ön magában is rövidnek látszik, de a valóság még ki áb rándítóbb: ha egy burkolati alakváltozások miatt tönkrement aszfalt körforgalom felújítása esedékes, ennek lehetősége az üzemeltető pénztárcájától függ. A csomópontot esetleg már régen fel kellett volna újítani, és a ciklusidőt már jócskán meghaladóan mégis forgalomban maradt, ezzel a közlekedés biztonságát veszélyezteti. Szomszédaink (ti. Németország szomszédai) évekkel előttünk járnak e kérdés megoldásában: Ausztriában, Svájcban és a Benelux államokban a betonkörpályák építése mindennapos valóság és e megoldás tartóssága még a legnagyobb forgalmi és súlyterhelés alatt is hosszú évek alatt bebizonyosodott. Noha a tervezési és kivitelezési irányelvek e szomszédos államokban részben különbözőek, a nagy terhelések alatti alaktartósság és teherbírás bármelyik fajta betonkörforgalom esetében az építési mód ból egyértelműen következő előnyös adottság. Németországban az első korszerű betonpályás körforgalmi csomópontot csak 2007-ben építették a rajnapfalzi Bad Sobernheim mellett, és ez a kivitelező cég külön ajánlata volt. Tervezési háttérként a Müncheni TU szolgált. Ugyanebben az időben Hessen tartományban, Darmstadt közelében hárompályás körforgalom is épült. A német cementipar marketing társaságai, a szakmailag illetékes mérnök-egyesületekkel együtt, a Bad-Soberheim-i körforgalmat a széles szakmai nyilvánosság és a hatóságok számára kirándulások, előadások, szakmai vásárok, stb. felhasználásával igen erőteljesen érdeklődési körükbe tolták; 2009-ben már Freiburgban egy, és 2010-ben Böblingen közelében már három további betonkörforgalom készült. Ugyanebben az időben az első bajor (Markt Werneck mellett) nagyszabású beton körforgalom is megépült, amely a nagyteherforgalom miatt betonpályás csatlakozó útszakaszok sokaságától különleges műtárgynak számít végéig Dél-Németországban további öt, az új tartományokban pedig két betonkörforgalmat biztosan üzembe helyeznek. A többi német tartományban is egy egész sor betonpályás körforgalmat terveznek. A már megépült, az éppen készülő és a tervezett körforgalmakkal együtt 2011 végére kb. 30 db ilyen betonműtárgy lesz már. Ha az eddigi sikeres egyedi példákat bátorító kezdeteknek tekintjük, akkor most már az a helyzet, hogy a nagyterhelésű körforgalmak esetére a szakmai világ a betonpályás megoldást fogadta el mára. Ezt elősegíti, hogy a szakértő tervezőintézetek a

6 hatóságoknak szívesen ajánlják fel együttmű kö désüket és a még hiányzó (német) szabályozási iratokat az e tekintetben mérték adó FGSV (Forschungsgesellschaft für Straße- und Verkherswesen) jelenleg már készíti, alkalmazza és ezek rövidesen már kaphatók lesznek. Az eddig megépített példák megvalósítási költségviszonyaiból eredő nagyszabású összehasonlítás a hasz nálati élettartam (építés és építésértékű fenntartás) összes költsége a forgalmi terhelést és a tervezett felújítási ciklusok megvalósítását figyelembe véve az összes költség 4 15 éves használati élettartam után térül meg. Ezzel Németország számára is igazolva van a nagyterhelésű betonpályás körforgalmak gazdaságos élettartama. Hatósági jellegű akadályai vannak a betonos megoldás kiterjedt alkalmazásának Németországban, amely a közösségi kommunális finanszírozási szerkezetből ered. Eszerint az építési és a fenntartási/felújítási költségeket a közösségi (körforgalmú) közlekedési felületek esetében gyakran bonyolult költségvetési szabályok szerint osztják szét a különböző költségviselő felek között. A betonkörpálya-építések nagyobb költségeinek a többszörösét a fenntartási költségek viselője takarítja meg, ennél szerencsétlenebb költségmegosztási állapotot aligha lehet elképzelni. Ilyen tehermegosztás esetén leginkább a teherviselők azonnali és egyéni érdekei érvényesülnek az össznemzetgazdasági tartóssági célokkal szemben. Csak remélhető, hogy a közösségi megrendelők az effajta finanszírozási szerkezeti felépítésüket hamarosan átvizsgálják és kijavítják. Ausztria Ausztriában a betonpálya építése főleg az elsőrendű autópályákra és a gyorsforgalmi utakra összpontosult, ahol a nehézgépjármű forgalom gyors növekedésére lehet számítani, de a közlekedésbiztonsági szempontok is szerepet játszanak (pl m-nél hosszabb alagutak esetén): ezek is betonpályák építését igénylik. Városi környezetben elsősorban a buszmegállók, buszsávok és keresztezési csomópontok épülnek betonburkolattal. Az utóbbi években azonban, főként Kelet-Ausztriában egyre több betonpályás körforgalom épül, részben közlekedésbiztonsági okokból, részben a baleseti csomópontok kiiktatása végett az elsőrangú, nagy for galmú nehézgépjárműves közlekedési hálózathoz kapcsolódóan, ezekben az esetekben lesznek leghamarabb nyilvánvalók a teherbírás és tartósság határai. Egy 2005-ös osztrák felmérés igazolta, hogy az alulméretezés éppen a nagy igénybevételű körforgalmak esetén jár hamarosan fellépő él- és sarokletöredezésekkel, ha az alépítményi és altalajviszonyok kedvezőtlenek. A betonpályás körforgalom akkor sikeres, ha a lemezt helyesen méretezik és a pályabeton minősége egyenletesen jó minőségű. Ausztriában a betonpályákat általában nem vasalják, és ez vonatkozik a körforgalmak betonlemezére is. Minthogy a járművek minden hézagot minden irányban igénybe vesznek, ezeket általában mindig teherviselően összetüskézik. Különleges gonddal képezik ki a behajtóágak hézagait, valamint a beton- és aszfaltburkolat találkozási vonalait. A 2010-ben épült Bülach-i Körforgalom Winterthurerstrasse (Svájc)

7 A hézagkiosztási tervnek az építés megkezdése előtt már készen kell lennie, mégpedig oly módon, hogy a különböző építési ütemek és forgalmi terelések köve telményei a betonozási időszakkal összhangban legyenek. A fékező és gyorsító erők miatt különösen a be lépő és kilépő szakaszok igénybevétele igen nagy ehhez jönnek még a belépő szakaszokon a forgalmi torlódás következtében kialakult hosszú járműsorok emiatt a be- és kihajtó ágakat legalább 50 m hosszban ugyancsak betonburkolattal kell megépíteni. Ez a hossz kb. két nyergesvontató hosszának felel meg. A körforgalmi betonra vonatkozó követelmények az osztrák szabályozási iratok szerint azonosak a beton folyópályák előírásaival: fagy- és olvasztósóállóság, időjárásállóság, a 28 napos hasítószilárdság, po lír o- z ódásmentes kopásálló adalékanyag, a kézi, ill. gépi bedolgozáshoz illő konzisztencia. A konzisztenciát a mindenkori bedolgozási módszerhez nagyon pontosan kell hozzáigazítani, hogy tökéletes tömöríthetőséget, és olyan zárt felületet kaphassanak, amellyel az előírt felszíni struktúra elérhető. Megfelelő méretezés és szakszerű kivitelezés esetén a betonpályás körforgalmi csomópontoktól hosszú műszaki élettartam és ezzel együtt kicsi fenntartási munkaigény várható el. A tapasztalatokat és ajánlásokat 2006-ban a kiviteli gyakorlat számára a Betonpályás körforgalmak c. irányelvben (Merkblatt Kreisverkehre mit Betonfahrbahndecken ) foglalták össze. E műszaki irányelv kiadása után a betonkörforgalom építések szá ma gyorsan megnőtt: 2005-ig 15 db, 2008 végéig már 80 db és 2010 végére már több mint 100 db betonpályás körforgalom lesz üzemben Ausztriában. Szakirodalom Werner, Rolf; «Kreiselfahrbahnen in Beton»; Die Schweizer Baustoffindu strie, 1/2003 Keller, Martin; «Erster Betonkreisel der Schweiz unter Verkehr»; Strasse und Verkehr, 7-8/2004 Hardegger, Daniel; «Erster doppelspuriger Betonkreisel in der Schweiz»; Dimension, Dezember 2005, Holcim (Schweiz) Werner, Rolf; «Bau von Verkehrskreiseln aus Beton Erfahrungen aus der Schweiz»; Zement + Beton, 2/2007, Wien Werner, Rolf; «Kreisel mit Betonfahrbahnen»; Griffig, 2/2007 (Gütegemeinschaft Verkehrsflächen aus Beton, Düsseldorf) Werner, Rolf; «Der Kreisel mit Betonfahrbahn hat Vorteile»; Schweizer Gemeinde, 10/2007 Birmann, Dieter; «Kreisverkehrsanlagen in Betonbauweise eine länderübergreifende Übersicht»; update 3/08 Monticelli Ernst und Werner Rolf; «Concrete roundabouts in Switzerland»; 11h International Symposium on Concrete Roads, Sevilla 2010 Österreichische Vereinigung für Beton-und Bautechnik; Merkblatt Kreisverkhere mit Betonfahrbahndecken ; 10/2006 A Bülachban 2007-ben épült Kreuzstrasse-i körforgalom Az A8 autópálya Spiez melletti két körforgalmi csomópontos becsatlakozása

8 Magyarországi cementgyártók Duna-Dráva Cement Kft. Beremendi Gyára H-7827 Beremend H-7827 Beremend, Pf: 20 Tel: Fax: ddc-beremend@duna-drava.hu Duna-Dráva Cement Kft. Váci Gyára H-2600 Vác, Kőhídpart dűlő 2. H-2601 Vác, Pf: 198 Tel: Fax: ddc-vac@duna-drava.hu Duna-Dráva Cement Kft. H-2600 Vác, Kőhídpart dűlő 2. H-2601 Vác, Pf: 198 Tel: Fax: ddc-vac@duna-drava.hu Holcim Hungária Zrt. Lábatlani Cementgyár H-2541 Lábatlan, Rákóczi út 60. H-2541 Lábatlan, Pf: 17 Tel: Fax: Holcim Hungária Zrt. Hejőcsabai Cementgyár H-3508 Miskolc, Fogarasi u. 6. H-3501 Miskolc, Pf:21 Tel: Fax: Holcim Hungária Zrt. Igazgatóság H-1037 Budapest, Montevideo u. 2/C. H-1396 Budapest, Pf: 458 Tel: Fax: info-hun@holcim.com A Magyar Cementipari Szövetség kiadványa. Készült a BETONSUISSE Marketing AG Marktgasse 53, CH-3011 Bern Telefon +41 (0) , Fax +41 (0) info@betonsuisse.ch, BDZ, Bundesverband der Deutschen Zementindustrie e.v. Kochstraße 6 7, D Berlin Telefon +49 (0) , Fax +49 (0) BDZ@BDZement.de, Gruppe Betonmarketing Österreich Anfragen für den Bereich Betonstraßen an Zement + Beton Handelsund Werbeges.b.H., Reisnerstraße 53, A-1030 Wien Tel. +43 (0) , szövetségek UPDATE 2010/3 sz. kiadványának fordításával, a fenti eredeti kiadók engedélyével.