A közösségi közlekedési sávok pályaszerkezeteinek tervezési problémái X. Városi Villamos Vasúti Pálya Nap Szeged Balog Péter MSc út-vasútmérnök hallgató BME Út és Vasútépítési Tanszék 2017. 03. 30. 1
Tartalom 1. Bevezetés 2. Problémafelvetés 3. Alkalmazott pályaszerkezetek bemutatása 4. Tapasztalt hibajelenségek 5. Forgalmi adatok 6. Megállapítások, javaslatok 7. Összefoglalás 2017. 03. 30. 2
Szegedi Nagyprojekt Bevezetés 2004: Tisza Lajos körút; 2008: Anna-kút 2008-tól Nagyprojekt 1-es vonal rekonstrukció (Kossuth L. sgt., Belváros, Boldogasszony sgt. új villamosok, trolibuszok (autóbuszok) Közösségi közlekedési sávok kialakítása autóbuszok is elkülönített pályán közös megállóhelyek (kényelmesebb átszállás, sűrűbb követés) egységes forgalmi rend hosszabb és szélesebb peronok erősebb burkolat szükséges közösségi közlekedési sáv = közlekedési rendszerek közötti átjárhatóság 2017. 03. 30. 3
Bevezetés 2017. 03. 30. 4
Problémafelvetés Kossuth Lajos sugárúton és a Boldogasszony sugárúton a közösségi közlekedési sávban repedések megjelenése a burkolaton Tisza Lajos körúton és az Anna-kúton aszfalt burkolat deformációi Dugonics téri megállóhely: már a harmadik felső burkolati kopóréteg A szakaszok közös jellemzője, hogy a közúti vasúti pályaszerkezetet közúti járművek is használják. Van-e összefüggés? Vasutas probléma 2017. 03. 30. 5
Felépítményi és hibatérkép 2017. 03. 30. 6
Rugalmas alátámasztású, folyamatos sínágyazású (RAFS) pályaszerkezetek 2017. 03. 30. 7
Gumiköpenyes sínágyazási rendszerű pályaszerkezetek 2017. 03. 30. 8
Tapasztalt hibajelenségek Üzemeltető által javasolt helyszíneken két időpontban, 2016. augusztus 26-án és 2017. március 24-én: Kossuth Lajos sgt. Rókusi körút csomópont Kossuth Lajos sugárút Párizsi krt. csomópont Anna-kút Tisza Lajos körút Dugonics tér Boldogasszony sugárút 2017. 03. 30. 9
Tapasztalt hibajelenségek Keréknyomvályú: nehéz gépjárművek ismételt áthaladása következtében keletkező alakváltozás, plasztikus deformáció. Kifejezetten a keréknyomokban észlelhető. Kátyú: az utak használata során a forgalmi igénybevétel és a környezeti hatások nyomán létrejött, a szerkezet bomlásával járó károsodás, egy vagy több pályaszerkezeti réteg kisfelületű folytonossági hiánya. Hajszálrepedés: a járművek kerekeinek nyomában kialakuló, az úttengellyel közel párhuzamos vékony, finom repedések, amelyek pókhálószerű repedezettséggé alakulnak át. Hálós repedés: megközelítően mozaikszerű vagy hálószerű repedések együttese, általában teherbírási elégtelenség miatt. 2017. 03. 30. 10
Tapasztalt hibajelenségek Burkolat szélének letörése: a pályaszerkezet széle teherbírási, megtámasztási hiányosság miatt megsüllyed és az aszfaltburkolat hosszirányban megreped. Keresztirányú repedés: az úttengelyre közel merőlegesen, egymástól meghatározott távolságban kialakuló, ismétlődő repedések. Hámlás: kis területen létrejövő, csak a kopórétegben jelentkező üregszerű folytonossági hiány. Felületi hiba: csak a burkolat felületének hibája a burkolat anyagának megbomlása nélkül. Gyűrődés: a burkolat hosszirányú kiemelkedése, eredeti szintjéből való kidomborodása. 2017. 03. 30. 11
Tapasztalt hibajelenségek 2017. 03. 30. 12
Vizsgált szakaszok forgalma 2 szakaszt vizsgáltam: Kossuth Lajos sugárút és Tisza Lajos körút 2017. január 1-től érvényes menetrend alapján tanítási és munkanapokon Kossuth Lajos sugárút csúcsidőben: a Belvárosból 10 autóbusz és 11 villamos a Belváros felé délelőtt 16 autóbusz és 13 villamos Tisza Lajos körút csúcsidőben: Anna-kút felé 18 autóbusz, 22 trolibusz és 8 villamos Dugonics tér felé 16 autóbusz, 24 villamos és 9 villamos 2017. 03. 30. 13
Megállapítások Az ismertetett pályaszerkezetek, a tapasztalt hibajelenségek, a közúti burkolatok és vasúti felépítmények méretezése alapján a következő megállapításokat vontam le: 2017. 03. 30. 14
1. megállapítás A közösségi közlekedési sávok definíciója az Útügyi Műszaki Előírásokból és a közúti vasútra vonatkozó előírásokból is hiányzik, eddig forgalomtechnikai eszközökkel történt a meghatározásuk (buszsáv). Javasolható egy önálló szabályozás megalkotása, mely kiterjed többek között az alkalmazható pályaszerkezetekre is. 2017. 03. 30. 15
2. megállapítás A közösségi közlekedési sávok a 2000-es évek elején jelentek meg, Szegeden és Budapesten található rá példa. A hazai fenntartási és üzemeltetési tapasztalatok már rendelkezésre állnak, melyek elegendőek a közös felületek tervezési paramétereinek pontos meghatározásához. Egy, a közösségi közlekedési sávokra vonatkozó műszaki előírás segítségével elkerülhetőek lennének a közúti és a közúti vasúti burkolatok méretezésének inkompatibilitásai. 2017. 03. 30. 16
3. megállapítás A Tisza Lajos körúton alkalmazott RAFS vágányokat hengerelt aszfalt és öntött aszfalt burkolatokkal építették. Rövid idő elteltével jelentkeztek a közutakon tipikusan nehézgépjárművek által okozott nyomvályúsodás, valamint a hézagokból kiinduló kátyúsodás (Szegeden erős, csatornázott forgalmú buszközlekedés). A jövőben megvizsgálandó, hogy azokon az igen terhelt szakaszokon, ahol egy nyomban haladnak a buszok és a trolibuszok, alkalmazható-e aszfalt kopóréteg, ha igen, milyen feltételekkel. 2017. 03. 30. 17
3. megállapítás 2017. 03. 30. 18
4. megállapítás a Tisza Lajos körúton csúcsórában 40 autóbusz közlekedik le (2017-es menetrend alapján) a tervezési forgalom ez alapján: TF = 21 352 500 F 100 egységtengely áthaladás 2017. 03. 30. 19
4. megállapítás 2017. 03. 30. 20
4. megállapítás 2017. 03. 30. 21
5. megállapítás Fontos kérdés, hogy a közösségi közlekedési sávok pályaszerkezetei közúti vagy közúti vasúti pályaszerkezetek, ha azok burkolatát folyamatos napi üzemben autóbuszok és trolibuszok terhelik. A tapasztalt hibák a pályaszerkezetek felső 10-15 cm vastag rétegeit érintik. Ez alapján indokolt lehet, hogy a kopórétegbe beépítendő burkolati rétegeket külön kell kezelni, tervezését, méretezését, építését a közúti terhelésnek, ebből kifolyólag a vonatkozó Útügyi Műszaki Előírásoknak is meg kelljen felelni. 2017. 03. 30. 22
6. megállapítás Adott esetben, két azonos terhelési osztályba tartozó útszakasz között 3-szoros eltérés is lehet a tervezési forgalom nagyságában, de ugyanazt a pályaszerkezetet kell alkalmazni. Ez az alacsonyabb tervezési forgalmú útszakasznál többletköltségeket okoz. A Z szorzót, mely a többlet tengelyterhek fárasztó hatását veszi figyelembe, és értéke 1,5, minden útszakasz tervezésnél figyelembe kell venni, pedig sok esetben az ilyen csatornázott nehéztehergépjármű forgalomra nem is lehet számítani. Útpályaszerkezetek méretezésének esetében megfontolandó analitikus méretezési eljárások bevezetése, melyeknél a út környezetére szabottan lehetne a rétegrendeket megtervezni. 2017. 03. 30. 23
6. megállapítás 2017. 03. 30. 24
7. megállapítás Az esetek túlnyomó részében az alapvető hibák a sín-hézagkiöntő bitumen és a bitumen-aszfalt között, valamint a gumiköpeny és a betonburkolat között jelentkeznek. Már minimális szélességű elválás olyan hézagot eredményezhet, mely később a helyszíneken tapasztalt burkolati hibákhoz vezethet. Azoknál a technológiáknál, ahol a sínkörülöntés hatására fizikai kapcsolat (kötés) jön létre a burkolat és a sínszál között, sokkal kevésbé tapasztalhatóak a hibajelenségek, továbbá ezen pályaszerkezeti megoldások esetében kedvezőbb húzóerő és húzófeszültség felvétele. 2017. 03. 30. 25
7. megállapítás 2017. 03. 30. 26
7. megállapítás 2017. 03. 30. 27
8. megállapítás A közúti vasúti pályaszerkezeten tipikus vasúti hibák és avulások nem jelentkeznek. A garanciális javítások utáni tapasztalat, hogy a méretezett pályalemez, a sínszálak, a gumiköpenyek sérülés mentesek, hibák csak a legfelső burkolati rétegben, kopórétegben jelentkeznek. A megfelelőség vizsgálat során elvégzett laboratóriumi teszteknek megfelelően viselkednek a pályaszerkezetek a vasúti terhelésekre. Vasutas probléma, de nem vasúti pályaszerkezeti hibákról van szó. 2017. 03. 30. 28
8. megállapítás 2017. 03. 30. 29
8. megállapítás 2017. 03. 30. 30
9. megállapítás Kitérők és vágánykapcsolások, megállóhelyek és elhúzások környezetében, ahol a beton burkolat szélessége változó, nem lehet szabályos geometriájú táblákat kialakítani, sokszor hegyes és tompaszögű táblákat is alkalmazni kell. Ilyen esetekben kiemelten fontos és szükséges a hézagok és táblák kiosztásának gondos tervezése, mellyel a termikus mozgásokból eredő burkolati hibák esélye lecsökken. 2017. 03. 30. 31
9. megállapítás 2017. 03. 30. 32
9. megállapítás 2017. 03. 30. 33
10. megállapítás Az autóbuszok tengelyének szélessége akkora, hogy a járművek gumiabroncsai a sínszálak külső oldalán található 20-30 cm széles aszfalt, vagy betonsávot terhelik. Ez a 20-30 cm széles sáv az építés szempontjából a legkritikusabb, hiszen a sínszálak helyzete miatt itt a legnehezebb hatékony tömörítő munkát végezni, mely később befolyásolja a burkolat minőségét. 2017. 03. 30. 34
10. megállapítás 2017. 03. 30. 35
10. megállapítás 2017. 03. 30. 36
11. megállapítás A műanyag szálerősítésű beton kopórétegek készítésének és beépítésének jók a tapasztalatai. A Dugonics téri megállóhely ilyen burkolata 5 év után is közel problémamentes, a Budapesten alkalmazott szálerősítésű betonburkolatok esetében is pozitívak az üzemeltetői vélemények. 2017. 03. 30. 37
11. megállapítás 2017. 03. 30. 38
12. megállapítás A betonburkolatok pozitív hatással vannak a települési mikroklímára. A közlekedési felületek potenciálisan hőtárolóként befolyásolják a városi klímát, így a világos közlekedési felületek a városbelsők térségében a felületek hőmérsékletét és az általános hőmérsékleti szintet csökkentik. A világos útfelületek, különösen a kivilágítatlan vagy rosszul kivilágított helyeken javítják a szubjektív biztonságérzetet és csökkentik a baleseti kockázatot. 2017. 03. 30. 39
13. megállapítás Magyarországon négy helyen található közúti vasúti üzem: Szeged mellett Budapesten, Debrecenben és Miskolcon. Budapesten a közúti vasúti viszonylatok tervezése egyértelműen a BKV Sárga könyv alapján történik, azonban a vidéki nagyvárosainkban önálló tervezési útmutató nincs, a Sárga könyv alkalmazása sem kötelező. Javasolható egy kötelező érvényű dokumentum megalkotása, mely egységesíti a haza közúti vasúti üzemek tervezési körülményeit. 2017. 03. 30. 40
14. megállapítás A közösségi közlekedési sávok témakörében hiányzó előírások fontos alapja lehet a külföldi tapasztalatok begyűjtése, ide vonatkozó szabványok tanulmányozása és átvétele adott esetekben. Ez több okból jelenthetne előnyt: megismerhetőek lennének a külföldi felépítmény méretezési eljárások, különös tekintettel a közúti terheléseket kapó burkolati rétegekre, át lehet venni olyan üzemeltetési tapasztalatokat, melyek már a hazánkban előfordult burkolati hibák kezelését, de még inkább megelőzését ismerik, tanulmányozhatóak lennének az adott forgalmi terhelésre javasolt pályaszerkezeti megoldások és azok építésének részletei. 2017. 03. 30. 41
Budapest Múzeum körút 2017. 03. 30. 42
Belgrád Bulevar Oslobodanje 2017. 03. 30. 43
Graz - Petergasse 2017. 03. 30. 44
Összefoglalás A szegedi nagyprojekt során alkalmazott pályaszerkezetek a vasúti igénybevételeket remekül viselik. A kopórétegek több helyen is a tervezési élettartam előtt tönkrementek. Egységes műszaki szabályozás szükséges a közösségi közlekedési sávokra. Közúti forgalom alapján szabályozni kell az alkalmazható és választható pályaszerkezeteket (kopórétegeket/felső burkolati rétegeket). Közúti vasúti pályaszerkezetek megfelelőség vizsgálatába be kell építeni a közúti terhek hatásait, így vizsgálandóak a közúti terhekkel érintkező felületek. 2017. 03. 30. 45
Felhasznált irodalom kiindulási adatok: Szegedi Közlekedési Kft. műszaki előírások, szabványok: BME Út és Vasútépítési Tanszék Dr. Fi István Dr. Bocz Péter Dr. Pethő László Dr. Tóth Csaba: Útburkolatok méretezése Dr. Keleti Imre: Betonburkolatok Dr. Kazinczy László: Betonlemezes vasúti vágányok szerkezeti kialakítása és igénybevételeinek számítása Dávid Milán: Rugalmas sínágyazású közúti vasúti kitérő-pályaszerkezet tervezése 2017. 03. 30. 46
Köszönetnyilvánítás Munkámat segítették: Dr. Liegner Nándor tanszékvezető, BME UVT Dr. Németh Zoltán Ádám (SZKT Kft.) Vörös Zoltán (Utiber Kft.) 2017. 03. 30. 47
Köszönöm a figyelmet! Balog Péter pbalog1993@edu.bme.hu +36-20/327-3198 2017. 03. 30. 48