Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Építőmérnöki Kar 2005. évi Tudományos Diákköri Konferencia www.vit.bme.hu/tdk/2005 A betonburkolat beépítés technológiájának fejlődése Szerző: Tóth József, építőmérnök hallgató, jozsef.toth@okito.hu, Konzulens: dr. Ambrus Kálmán, egyetemi docens, BME Út- és Vasútépítési Tanszék Tartalom: A betonburkolat beépítési gépeinek, (finiser) eszközeinek, technológiájának változása, fejlődésüknek bemutatása bel- és külföldön egyaránt. Bepillantást nyerhetünk még a Magyarországon újra induló betonpálya építésbe, a ma épülő M0 autópálya tükrében. Joseph Toth: The progress of concrete pavement building s technology. Content: The presentation of the concrete pavement s building machines, their tools (paver), the change of their technology, and their progress in inland and in foreign countries. We can also get glance into the recommencing building of concrete runways in Hungary, presenting through the example of the today building M0 highway. Cite as: Joseph Toth: The progress of concrete pavement building s technology. WWW proceedings of the Scientific Student Conference, Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Civil Engineering, 2005. (in Hungarian), www.vit.bme.hu/tdk/2005 Budapest, 2005. november 11.
TARTALOMJEGYZÉK 1. Bevezetés... 2 2. Események betonburkolat építéssel kapcsolatban Magyarországon... 2 3. A kezdetek, 1940 előtti időszak technológiái... 3 3.1. Az első európai betonútburkolatok építései... 3 3.2. A magyarországi kezdetek... 3 3.3. Betonkészítés és szállítás... 5 3.4. Beépítés technológia... 5 3.5. Hézagképzés, vasalatok elhelyezése, kialakítása... 6 4. 1940-1955 közötti időszak technológiái... 6 4.1. Betonkészítés és szállítás... 7 4.2. Beépítés technológia... 9 4.3. Hézagképzés, vasalatok elhelyezése, kialakítása... 12 4.4. Hézagkialakítások képekben... 13 4.5. Felületképzés, utókezelés... 14 5. Külföldi betonburkolat építés az 1950-es években... 15 5.1. Betonkészítés és szállítás... 16 5.2. Beépítés technológia... 16 5.3. Kereszthézagok kialakítása... 18 5.4. Utókezelés... 19 6. 1955-1970 közötti időszak technológiái... 19 6.1. Betonkészítés és szállítás... 19 6.2. Beépítés technológia... 20 6.3. Hézagképzés, vasalatok elhelyezése, kialakítása... 22 6.4. Felületképzés, utókezelés... 22 7. Külföldön alkalmazott technológiák az 1960-as években... 22 8. 1970-1980 közötti időszak technológiái... 24 8.1. Betonkészítés és szállítás... 24 8.2. Beépítés technológia... 24 8.3. Hézagképzés, vasalatok elhelyezése, kialakítása... 26 8.4. Felületképzés, utókezelés... 26 9. A mai magyarországi betonútburkolat készítése, az M0 autópálya építésének tükrében... 27 9.1. Betonkészítés és szállítás... 27 9.2. Beépítés technológia... 29 9.3. Vasalatok elhelyezése kialakítása... 31 9.4. Felületképzés, utókezelés... 31 10. Egyéb különleges technológiai próbálkozások... 33 10.1. A feszített beton... 33 11. Összefoglalás... 33 Irodalomjegyzék... 34 TDK 2005 1
1. Bevezetés 2005 nyarán alkalmam volt a szakmai technikus gyakorlatot az M5 autópálya és 4. számú főút között épülő M0 autópályán tölteni. Mint technológus asszisztens a beépítés folyamatát állandó figyelemmel kísértem egy egész hónapon keresztül. Nagy érdeklődéssel figyeltem, amint napról napra egyre több részen jelenik meg a betonútburkolat. Kíváncsivá tett, vajon milyen beton-burkolatépítési technológiák voltak és vannak jelen Magyarországon és a világban? Megdöbbenéssel vettem tudomásul, hogy Magyarországon 1980 óta betonburkolatú közút kísérleti és próba építés kivételével nem készült. Az okokat kutatva a könyvtári könyvek sokaságát lapozgattam. Érdekes volt látni, hogy Magyarország a betonútépítésben sokáig élen járó állam volt. Ismét feltettem magamnak a kérdést. Miért? Sok-sok irodalmat találva döntöttem úgy, hogy megpróbálok részleteket bemutatni abból, amit a betonútépítés technológiai fejlődéséről sikerült megismernem. A TDK dolgozatom célja az, hogy vázoljam az olvasónak azokat a technológiai újításokat és tapasztalatokat, amit eddig publikáltak, és a jövő mérnökeire is gondolva kis biztatást adjak a holnap betonútburkolatainak megvalósításához. A betonútépítés eddigi történetét 5 részre osztottam, ezt követően a munkafázisokat egyenként mutattam be. A felhasznált irodalmi források tételes megjelölésére a dolgozat végén került sor. 2. Események betonburkolat építéssel kapcsolatban Magyarországon 1911 Iglón, Wünsch zsolnai vállalkozó építette az első magyarországi betonutat 1926 Pestszentlőrincen 4 kísérleti szakasz (15-17 km) 1927 1. út Tát-Nyergesújfalui szakaszán gépi keveréssel és döngölőpallós finiserrel 3 km 1927 Miskolcon, Baján, Bácsalmáson kézi bedolgozással épült betonút. 1928 Budapest 1930 4. úti kísérlet, 300 kg/m3 cementadagolással 1929-1931 7. úton és Békés megyében az első földre helyezett betonburkolatok 1933 első hazai betonfiniser Röck gyár 1934-1944 700 km hosszú 13 cm vastag, talajra helyezett betonburkolat épül 1935 hosszhézaggal épülő betonburkolatok 1935-1936 5. és 8. számú főúton kétrétegű betonburkolat 1936 kiadják a betonpálya előállításának Vállalati Feltételeit 1947 megindul a betonútépítés második hőskora, 18 cm burkolatot építenek 1949 a hosszhézagot látszathézagként /vasalva/ alakítják ki 1953 előregyártott betonburkolatot fektetnek a 6. út bonyhádi szakaszán 1952-1953 a 7. út 188,7-189,3 km szakaszon 500 méteren csak zsugorodási hézag készül 1954 350 kg/m3 C 600 pc adagolás a kötelező 1957 betonburkolatok aszfaltos felújítási kísérletei 34. főút 1959 1960 épül az E-5 út 5km-es betonburkolata, korszerű kereszthézaggal 1962 M7 autópálya betonburkolatának építési kezdete (20-24 cm) 1965 BK-60 központi betonkeverő adja az M7-es betonját 1967 habarcsdúsabb beton és párazáró bevonat alkalmazása 1967-1976 több mint 1000 km betonburkolatot aszfalttal újítottak fel 1968 tágulási hézag csak műtárgyaknál készül 1969 korszerű betonozó vonat dolgozik az M7-es autópályán 1969 Clipper típusú hézagvágó elterjedése TDK 2005 2
1971 légpórusképző adagolása (Biberol) 1976 M7 burkolatépítésének befejeződése 1977 műgyantás javítás az M7 autópályán 1985 modifikált bitumenes vékonyaszfaltos felújítás az M7-es autópályán (Az adatok forrása a Kiskőrösi Közúti Szakgyűjtemény Évkönyve, 1981-1986) 3. A kezdetek, 1940 előtti időszak technológiái Az 19. század végén, a 20. század elején a betonútépítést a fejlődő motorizáció indította hódító útjára, hiszen követelmény lett a pormentes, egyenletes útburkolat. A lóvontatású vasabroncsos járművek 70 %-a volt az úton közlekedőknek, melyek a felületi bevonatokat hamar tönkretették. 3.1. Az első európai betonútburkolatok építései 1865 Inverness, Skócia első betonút, 1869 Grenoble, Franciaország 1923-25 években Európában, (Németországban, Franciaországban, Svédországban) kisebb útszakaszokkal indult 3.2. A magyarországi kezdetek 1911 Igló, 150m hosszú 6 m széles betonburkolatú út 1926 első próbaszakaszok, a 4. sz. út budapest-debrecen-nyíregyháza-országhatári út 15-17 km közötti pestszentlőrinci átkelési szakaszán, 4 betonszakasz épült: 10,172-11,000 km szelvények között helyszínen alternatív előállított négyzetlapburkolat, bazalt terracit, 15,000-16,000 km szelvények között kétrétegű beton 16,000-16,400 km szelvények között egyrétegű beton 16,400-17,000 km szelvények között rhoubenit beton Ezek a szakaszok hamar tönkrementek. Az ok, a kezdetleges keverési és bedolgozási eszközök, módszerek. Leggyorsabban a bazalt terracid burkolat vált használhatatlanná, míg a legtovább a rhoubenitos burkolat maradt fent. Itt az adagolt rhoubenitpor (fűrészpor és kátrányos anyag keveréke) a beton rugalmas tulajdonságát volt hivatott javítani. TDK 2005 3
A 4 próbaszakasz rétegrendjének ábrázolása A második kísérleti szakasz, az 1. számú út 47-50 km szelvények közti táti szakaszán épült 1927-ben. Ezt már megfelelően kialakított szemösszetétellel és az akkori idők legjobb gépi felszerelésével és igen gondos munkával készítették el. A burkolatvastagság 15 cm volt, ami széleken 60 cm-es sávban 25 cm-re vastagodott. A beton makadámpálya alapra épült. A táti betonút építés 1927 Egy év szünet után több mint 18 km betonút épült a 7. számú budapest-nagykanizsa-eszéki és az 1. számú budapest-bécsi úton két-két szakaszban. Akkoriban a burkolatok 6,0 m szélességben készültek hosszhézag nélkül, aminek következtében a táblák középen rendszeresen megrepedtek. Ezekkel az útépítésekkel kezdődött a magyar betonútburkolat építés termékeny korszaka, amely 1929-től 1954-ig, tehát kereken 25 évig tartott. A betonburkolatok elterjedésének hazánkban kedvező feltételt szabott, hogy a szükséges nyersanyagokat az ország saját maga tudta megtermelni, szemben az aszfalthoz szükséges külföldi bitumen behozatalával. Ehhez még hozzájárult a magyar cement kiváló minősége, így hazánk tapasztalatait Európa szerte figyelembe vették. TDK 2005 4
Általában 13 cm-es burkolatvastagsággal történtek a beépítések. Az 1930-as év a kísérletek éve volt. Elsők között a cementadagolással való manipulálás történt a próbaszakaszokon. Csökkentették a cementmennyiséget, köszönhetően a jó minőségnek. A kedvező eredmények hatására, 1931-ben már általánosan is bevezették a kevesebb cementmennyiség használatát. Közben egy másik kísérletet is folytattak, ahol a betonburkolatot közvetlenül a talajra helyezték. A technológia alapján burkolatvastagítás nélkül tették ezt, hiszen 1929-ig még a makadámalap nélküli talajra helyezett betonburkolatok vastagságát 3 cm-rel növelték. A kedvező eredményeket alapul véve, a betonútburkolatot 1935 évtől kezdődőleg már tömörített talajrétegre építették, szemben az addig használt makadám alapra építéssel. 3.3. Betonkészítés és szállítás A keverés a helyszínen történt gépi keverővel. Ezek voltak a tükörben mozgó Ransome és Vögele-Jäger keverők. Közvetlenül a terítési pontba ürítette a kevert betont, így csak a keverő nyersanyagellátását kellett megoldani billentős járművekkel a depóniáról. 1500 literes Ransome-keverőgép 3.4. Beépítés technológia Az első időkben a beépítéshez zsaluzatos megoldással, döngölőpallós tömörítőgépet alkalmaztak. TDK 2005 5
Döngölőpallós tömörítőgép Ezek voltak a Lakewood, Dingler és Vögele betonbeépítő tömörítőgépek, majd 1933-tól már a hazai gyártású Röck-finiserek. 1935-ben kétrétegű betonburkolattal kísérleteztek az 5. számú budapest-szeged-beogradi út 113,500-120,000 km szelvények között. Itt a régi anyagot kitermelték, átmosták, majd osztályozva és más frakciókkal kipótolva újrafelhasználásra került. Az alsó egy gyengébb cementtartalmú 15 cm vastag réteg, míg a felső egy 5 cm vastag magasabb cementtartalmú jobb minőségű betonréteg volt. Készültek olyan kétrétegű beépítések is, ahol az alsó réteget folyami kavicsból, a felső réteget nemeszúzalékból állították elő. (8. sz. út székesfehérvárgráci út rábahídvégi szakasza) Az általánosságban használt 13 cm-es burkolatvastagság megállapításánál, az akkori megengedett 3 tonnás kerékterhet vették figyelembe. 3.5. Hézagképzés, vasalatok elhelyezése, kialakítása A hézagképzés tudománya még kezdeti állapotban volt. A próbaszakaszokon megjelenő hosszirányú repedéseket vizsgálták, majd 1935-től bevezették a hosszhézag általános alkalmazását. Keresztirányú hézagokat is kapott a pálya, így a megszakított anyagi összefüggés, homogenitás hiánya indokolttá tette, a teherátadó betétek alkalmazását. Bár a kezdetekben még nem építették be, de az erősödő nehéz tehergépjármű forgalom hatására egyre inkább elterjedt használata. 4. 1940-1955 közötti időszak technológiái 1955-re az állami kezelésben lévő betonútburkolatok hossza Magyarországon elérte az 1300 km hosszúságot, ami az 1944. évinek a 150%-a. TDK 2005 6
4.1. Betonkészítés és szállítás A beton keverésének két módja: Mozgó keverőgépek, teherautó kiszolgálással, száraz adalékanyaggal Telepen álló keverőgépek, amelyeket csillék szolgálnak ki száraz adalékanyaggal, a megkevert betont pedig járművek viszik a bedolgozás helyszínére A mozgó keverőgépek nagy előnye az volt, hogy a keverőgép kiszolgálása, kötött pályától függetlenül, szabadon mozgó gépkocsival, közvetlenül annak platójáról történhetett. Mozgékony, munkája jól összehangolható volt a finisherrel és egyéb gépekkel. Általában a finisher előtt a tükörben vagy a tükör mellett haladt, így kifogástalan teherbírással rendelkező tükör készítése vált szükségessé makadám vagy cementstabilizációval. A keverő ellátását a központi anyagtárolóhelyről biztosították. Az anyagszállítás úgynevezett süllyesztett aknás depóniákból történt, melynél a depónia belső anyagmozgatására használt csillék közvetlenül a gépkocsik fölé épített hídról juttatták az anyagot a tehergépkocsi platójára. A száraz nyersanyagot három vagy négyrekeszes billenő teherautóval szállították a keverőhöz. Így elérhetővé vált a 24 óra alatti 1500 m 3 beton előállítása és bedolgozása. Kétpályás út építésénél a gépkocsik és a keverőgép a másik pálya földmunkáján vagy már a kész betonburkolaton mozogtak. Egy pályás burkolatépítésnél a keverőgép előtt egy fordítókorongon fordultak meg az anyagszállító tehergépkocsik. A cementet zsákos formában szállították, kiöntését egyszerűen oldották meg. A keverőgépek dobja 2 részre volt osztva. Az első részben az anyagbemérés, majd annak vízzel keverése történt, míg a második részben meghatározott ideig tartott a keverés. 3 rekeszes billenő teherautó ürít a keverőbe Ilyenek voltak a Ransome 1500 literes fix forgódobos és a Vögele 1000 literes billenődobos keverőgépek. A billenődobnak a forgódobbal szembeni hátránya az volt, hogy nem megfelelően működtetve anyagszétosztályozódás jött létre keverés közben. A Ransome keverők nem csak kapacitásban, de minőségben is jobbak voltak, és hazánkban a TDK 2005 7
legelterjedtebbek közé tartoztak. A gépek kiadagoló sínen mozgó csillékkel voltak ellátva, így a betont a kívánt pontba tudták üríteni. 1000 literes Vögele mozgó betonkeverőgép A telepen felállított keverőüzem előnye a gyors és biztos anyaggyártás volt. Ehhez a csillevágányok gondos tervezésére, építésére volt szükség. A tapasztalatok azt mutatták, hogy a vágányokat teljes körforgalomra kell építeni az üzembiztonság miatt. Az adagolás helyétől csillevonat vitte a száraz nyersanyagot az álló keverőgéphez, esetleg egyenesen a keverőgép kanalába. A keverődobból a kész beton egy gyűjtőbunkerbe került, amiből azt a teherautók puttonyába ürítették. Ennek a készanyagtároló bunkernek köszönhetően mondhattuk a keverőtelepre, hogy annak állandó betonutánpótlása biztosított. A kész keveréket Dumperek szállították a beépítés helyszínére, ahol a betont a tükörbe billentették. A keverőgépek nagy előnyét a keverőtelep-rendszerekben fedezték fel, hiszen elméletileg semmilyen várakozási időre nem volt szükség. a Dumper betont billent a tükörbe TDK 2005 8
4.2. Beépítés technológia Az eddigi beépítések során a sima felületet és az egységes vastagságot csak zsaluzat segítségével kaphatták, tehát eddig nem tekintették járófelületnek. A formasínes beépítési technika megjelenésével a zsaluzat egyedüli szerepe megszűnt. A beépítés során a betonbedolgozó géplánc az építendő burkolat határait és formáját adó formasíneket már közlekedésre is igénybe vette. Magyarországon alkalmazott formasínek: A Röck-formasíneket 13-15cm vastag betonburkolat építésénél használták. A fordított V alakhoz hasonló járósín magassága megegyezett a formasín tartójának magasságával. Alkalmazásuk csak kivételes esetben történt, kizárólag Röck-finiserrel. Röck formasín V alakú járósínnel A 18 cm-es formasín a külön továbbhelyezhető, 12 kg-os kisvasúti sínekből álló járósínekből készült. Ezt a típust előszeretettel használták. Itt a járósíneket leszorító betétek erősítették a formasín bakokra. 18 cm-es formasín TDK 2005 9
Hasonló elrendezésűek voltak a Krupp-gyártmányú Vögele-formasínek, melyet ugyancsak a 18 cm-es burkolatvastagsághoz használtak. Vögele-formasín A 22 cm-es illetve kivételes esetekben alkalmazott 30 cm-es burkolatvastagság előállításánál 3 méter hosszúságú elemeket alkalmaztak, ahol a járósín már különálló egységet képez a formasíntől. Előnyének tekintették, hogy nem hordta a finiser tömegét, mivel a járósín szolgálta a finiser vezetését. Hátránya viszont a nagy folyómétersúly, ami szállításnál és rakodásnál deformációkat okozott, így hamarabb tönkrementek. 22-30 cm vastag formasín TDK 2005 10
22-30-as formasín járósíne A beton bedolgozását a formasíneken mozgó finiserek végezték. A kezdeti döngölőpallós tömörítési eljárást felváltotta a korszerű felületi vibrációs finiserek alkalmazása. A vibrációs eljárásnak köszönhetően a habarcsszegény beton, folyós tulajdonságokat vesz fel, nagy viszkozítású folyadékként viselkedik. A vibrálás után ez a tulajdonsága megszűnik, majd ismét eredeti konzisztenciáját kapja vissza. Ezen anyagi tulajdonságok megváltozása során a kisebb fajsúlyú alkotóelemek, mint a víz és levegő a betonból eltávoznak, ezáltal nagyobb szilárdsági értéket és tömörséget kapunk. A korszerű Vögele betonfiniser a terítést, tömörítést és a simítást egy azon munkaszakaszban végezte. A géptest egy vasgerenda váz. Erre építették fel a különböző munkafázisokat végző tagokat. A 4 db peremes kerék segítségével mozog a járósínen. A formasínek közé beöntik a bazaltbeton keveréket, amit az első tag a keverőeke vízszintes mozgással egyenletesen szétterít. Második lépésben a vibrátortag megfelelően betömörít, majd a simítótag már a kész egyenletes felületi finomságot adja a burkolatnak. Előremenetben mind a 3 tag leeresztett állapotban dolgozik. A vibrótag teljes súlyával nehezedik a betonra, és ha megfelelően dolgozik, akkor egy egyenletes, vékony betonhabarcsot tol maga előtt. A habarcs finomrészeket tartalmaz, amely segítségére van a simítótagnak a végleges felület tükörsima kialakításában. A járósínén álló 6,5 méteres Vögele finiser TDK 2005 11
4.3. Hézagképzés, vasalatok elhelyezése, kialakítása Az 5 méternél szélesebb útburkolatokat már feltétlenül hosszhézaggal, a burkolati sáv felezésével készítették. A hosszhézaglemezek ékes kialakításúak és 15 mm-rel alacsonyabbak voltak, mint a burkolatvastagság. Az így megfelezett útpályát a betonba helyezett 8-10 mm átmérőjű gömbvas tüskék fogták össze, amit méterenként helyeztek el. A hosszhézaglemezek alsó bevágást kaptak. A kereszthézaglemezek hasonló kialakításúak voltak. Itt is a jellegzetes ék alak dominált, viszont magassága már 20 mm-rel volt kisebb a burkolatvastagságnál. Ezeket 8-10-12 méteres távolságokban helyezték el, és teljes mélységben bitumenkiöntést kaptak. Már voltak kezdetleges próbálkozások a vakhézagok kialakítására is. Ezt úgy képzelték el, hogy a hosszhézagot teljesen, míg a kereszthézagot 25 méterenként nem átmenő, csak a felülettől 5-6 cm mélységig hatoló hézagvasakkal képeznék. A terjeszkedési hézagokra is folytak kísérletek, ilyen volt az üreges belül villanyárammal fűtött vaslemezből készült hézagbetét. Ezt behelyezéskor finom bitumenkenéssel látták el, majd betonszilárdulás után, elektromos árammal felmelegítve a megolvadt bitumen könnyen kiengedte a hézaglemezt. Hasonló elven működött a Weiland-féle üreges hézaglemez is, melyet áram helyett gőzzel melegítettek fel. Belülről fűthető hézaglemez vázlata Ezen kezdetleges hézagképzési módszerek alkalmazása a burkolatokba hullámosságot vitt be. Már nem lehetett a 18 cm vastag burkolatnál ugyanazt a beépítési megoldást használni, mint a jóval vékonyabb 13 cm-es vastagságnál. Ezek az ideiglenesen elhelyezett hézaglemezek, a nagy betonvastagság miatt roncsolták kihúzáskor a burkolatszéleket. Szükséges lett a bentmaradó betétlemez használata, vagy a már kísérleti jelleggel alkalmazott frissbetonba való bevibrálási módszer alkalmazása. A legnagyobb eredményeket mégis az utólagos, már megszilárdult betonba való hézagfűrészelés hozott. A módszer tökéletesítése folyamatos volt, és a jövőre nézve nagy reményeket fűztek az elterjedéséhez. A vakhézag helyes megépítése, amikor a hézagot gondosan feltöltik bitumennel, kizárja azt a hibát, hogy a benne keletkező repedések útján a víz a burkolat alá jusson és ott kimosódást idézzen elő. TDK 2005 12
4.4. Hézagkialakítások képekben A képen egy kereszthézag kialakítása látható. A köracél-tüske egyik fele az egyik táblába van horgonyozva, míg a másik fele hosszirányú mozgást végezhetett szabadon. A vasat bitumennel kenték be a korrózió védelem és a tapadásmentesség miatt. Fontos volt, hogy a vas egyik fele ne kössön bele a betonba, hiszen a beton dilatációja miatt az állandó mozgás volt a szerepe. Hosszvasak esetében csak a vágási hézagnál volt fontos a korrózió védelem, hiszen a vastól a betonnal való együttdolgozást remélték. A vakhézagokat a tábla tetején, vagy az alján, vagy mindkét helyen együttesen készítették. Hézagkitöltő anyagok fajtái: Vakhézagok kialakítása 1. Puhafa 2. Impregnált rostlemez 3. Parafa 4. Sejtesgumi 5. Előregyártott homokos bitumen papírral erősítve 6. Parafával kevert bitumen TDK 2005 13
Lezáró keverékek fajtái: 1. Gumi-bitumen keverék 2. Fuvatott bitumenes keverék 3. Desztillált bitumenkeverék 4. Gyanta keverék Hézagok lezárási módjai tél-nyáron: Javaslatok születtek az eddigi technológia módosítására, hogy a burkolat széleit vastagabbra készítenék. Megoldásként a burkolatszélekben megjelenő magas feszültségek ellen, a táblák között alkalmazott hosszhézagvasak elegendőek, viszont a kereszthézagoknak 50 cm-enként, 70 cm hosszú 22 cm átmérőjű vasalásra volt szükségük. A vasak dilatációját figyelembe véve, azokat hüvellyel látták el és hegesztett kengyelezéssel rögzítették a helyükre. A táblaszél alatti lehajlás megakadályozására a hengerelt ágyazattal ellentétben a 18 cm-es betonlemez alá 15 cm-es hengerelt ágyazatot, alátétpárnát alkalmaztak. Ez egy beton elem volt, aminek beépítése nem zavarta a burkolat ráépítést, de növelte az ágyazási együttható értékét. 4.5. Felületképzés, utókezelés A betonfelületek érdesítése a vibrációs tömörítés megjelenésével együtt járt. Az eddigi beépítések során nem alakult ki habarcsréteg a felületen. A jelenleg alkalmazott vibrációs eljárás pépessé tette a burkolat tetejét, ami könnyebb simítást tett lehetővé, majd segítette az érdesítési technikák kialakulását. A már kész betonburkolatot védeni kellett a nap és szél szárító hatásától, továbbá az eső ellen is. Egy erősebb eső a friss beton tetejéről a cementet lemoshatta, vagy felületi hibákat okozhatott. Ezek ellen sátorral védekeztek, ami a beépítő gép után közvetlenül mozgott a járósíneken. A sátor elhaladása után juta szövettel borították le a felületet, amit nedvesen tartottak. A burkolatot az elkészítése után 24 órával földdel takarták be. Földgátakat TDK 2005 14
készítettek, kazettákat alakítottak ki, amit 14 napon keresztül víz alatt tartottak, majd további 6 napig nedvesen. A burkolatot 2-3 hetes korában teljesen megtisztították, majd a mészkőliszt és bitumen keverékéből előállított anyaggal a hézagokat kiöntötték. Beton letakarása jutával Utókezelés, a kazetták nedvesen tartása 5. Külföldi betonburkolat építés az 1950-es években A betonburkolat, közismert és bebizonyított előnyei miatt az egyik legjobb burkolattípusnak tartották a korszerű pormentes burkolatok között. Előnyeit már ekkor is megfogalmazták, mint a nagy terhelésre való alkalmasság, a hosszú élettartam és a kis fenntartási költsége. Eme tulajdonságait olyan helyeken is vitathatatlannak tartották, ahol más pormentes burkolat építéséhez szükséges anyagok is rendelkezésre álltak. Az Amerikai Egyesült Államokban 1952-ben az aszfalt és betonutak aránya 87 és 13 % volt. Abban az időben a megépült vagy TDK 2005 15
tervezett gyorsforgalmi úthálózat 70 % készült betonból. Már akkor is a betonburkolat élettartamát 28 évre, míg az aszfaltét 13 évre becsülték. A közel egyenlő építési költségek mellett a beton fenntartási költsége az aszfalténak 73%-a. A régebbi betonburkolatok romlása a helytelen alépítményre volt visszavezethető. 5.1. Betonkészítés és szállítás A keverőgép elhelyezése szempontjából egyre nagyobb teret kapott a központi telepi keverőtelep használata. Az anyagmozgatás teljes gépesítésével a beton előállítási teljesítménye nagymértékben növekedett, közben a minőségi ellenőrzés is sokkal könnyebbé vált. A szovjet gyakorlatban két, egyenként 1600 literes keverőgépből álló telepet alkalmaztak. A még tükörben dolgozó keverőgép teljesítményét a dob két kamrára való osztásával fokozták. A dob első részében az anyagok keveréke került, majd a második részben történt a keverés. Ez megoldás növelte a beépítés teljesítményét, hiszen a tükörben mozgó keverőgép teljesítése szabta meg a beépítés felső határát. Az USA-ban a kétrétegű betonbeépítés során az alsó réteghez két részre osztott dobút, míg a felső réteghez egyrészre osztott dobú keverőgépet alkalmaztak. 5.2. Beépítés technológia A bedolgozó gép funkciójának lényegének azt tekintették, hogy vastag betonréteget kevés menettel tudjanak tömöríteni. Egy 1953 irányelv szerint a bedolgozógép 25 cm vastag, előírt szemszerkezetű betonréteget, 0,6 m/ perc sebességgel egy menetben egyenletesen tömörítsen és legfeljebb két menetben megfelelő felületet adjon. Az akkor újabb felületi tömörítők legtöbbje vibrációs úton tömörített, bár voltak kombinált döngölőpallós-vibrációs bedolgozó berendezések is. Átlagosan 300 mm-es magassági állíthatóságukkal a tükör és alapbeton tömörítését is lehetővé tette. A bedolgozási szélességük változtatható volt, például az ABG finiser szélességét 2,5-7,5 méter között, 0,25 méterenként lehetett állítani. A DINGLER VFS és Vögele típussal 60 cm vastag burkolatot tudtak bedolgozni. Nagyobb vastagságú betonburkolatoknál a felületi vibrátorok helyett hatásosabbak voltak azon berendezések, melyeknél a sínen mozgó keretbe betonba süllyeszthető rezgőtesteket szereltek fel. A Wackler-gyártmányú berendezés 3,75 méterén 6-7 rezgőtest volt felszerelve. Wackler berendezés 7 rezgőtesttel Hasonló módon tömörítettek repülőtér fel- és leszálló pályák 50 cm vastag vasalás nélküli betonburkolatát is, melynek felületét végül finiserrel simították el. TDK 2005 16
A szovjet burkolatépítés során a betonkeverő a földmunkára fektetett síneken mozgott. Maga a tükör szabadon maradt, így nem rongálódott. A gépek a következő sorrendben követték egymást. A lefektetett vágányokon közlekedett a sínlerakást végző gémes daru, utána haladt a sínaláverő. A következő egység a sínen mozgó keverőgép volt, melyet a széles padkára helyezett munkavágányokról töltöttek fel. Vízellátását az út mellé fektetett csővezetékek biztosították. A keverő a kész anyagot az utána közlekedő betonelosztó tartályába öntötte. Ez egyenletes vastagsággal szétterítette a keveréket, majd a bedolgozógép következett, és a védőtető és mozgópalló, melyről a hézagképzés és egyenetlenségek elsimítása történt. A meglévő építési munkafolyamat összes részletének gépesítésére törekedtek, növelve ezzel a teljesítményt. Figyelembe vették a minőséget is, hiszen a járművek sebességének növekedése mindinkább szükségessé tette azt. A kevert beton elterítését a szovjet és amerikai építéseken csavarorsós elosztóval készítették. 1951-ben vezették be Szovjetunióban a két fél részből álló, úttengelyre merőleges helyzetű elosztót. A két fél rész emelését és süllyesztését csavarorsóval végezték. A teljesítmény 500 méter volt műszakonként. Az amerikai gyakorlatban használt csigarendszerű elosztó 3-4 m szélességnél egy, 6-7,5 m szélesség esetén két taggal volt ellátva. A berendezés az anyag utókeverésén és elterítésén kívül előtömörítést is végzett. Ennek biztosítására a csiga mögött hidraulikus úton emelhető és süllyeszthető lehúzólemez, és egy 300 mm széles simítópalló volt felszerelve. Használatban voltak még olyan berendezések is, melyeknél egy függőleges tengelyre szerelt és a futószerkezeten mozgó forgólapát végezte a beton elosztását. A német építéseknél olyan sínen mozgó hídszerkezetet alkalmaztak, melyek keresztirányban mozgó tartállyal voltak felszerelve. Ezek töltése a burkolat egyik vagy mindkét oldaláról történhetett. A Vögele Junior típusánál a terítést forgólapátok végezték. Mozgó tartályos betonelosztó TDK 2005 17
5.3. Kereszthézagok kialakítása Az építési technológia a táblavégek magassági helyzetének biztosítására a már régóta használt 22-26 cm átmérőjű hosszirányú átkötő vasakat és a táblavégek alá tett beton alátétet, vagy cementstabilizációt írt elő. Belgiumban igen nagy sikerrel alkalmazták ezt a módszert, így csak a hossz-hézagoknál építettek be keresztirányú átkötővasakat. Az alkalmazott betonalátét hossza 100-120 cm, vastagsága 15 cm volt. Terjeszkedési hézagokat minél nagyobb távolságban igyekeztek létesíteni. Ezt közlekedési és burkolatfenntartási szempontok indokolták. Korlátozást jelentettek a hőmérsékletváltozás következtében fellépő alakváltozások és ezek hatására létrejövő feszültségcsúcsok. Az uralkodó éghajlati viszonyok nagymértékben befolyásolták ezt világszerte. A kérdés tanulmányozásával sok nemzet foglalkozott, próbaszakaszokat építettek. Tapasztalatokra hivatkozva a Belgák szerint a betonkeresztmetszet 0,3 %-ának megfelelő vasalás estén 70 méter hosszú táblák építhetők. A német felfogás szerint, jól tömörített alap estén 50-60 m hosszú táblák építhetők közben két vakhézaggal. A hézagkialakítás szempontjából, a régebben alkalmazott módszereken kívül a hézaglemeznek a beton bedolgozása utáni bevibrálásával és a hézagnak a megszilárdult betonba való befűrészelésével értek el jó eredményt. Az eddig használt hézaglemezzel vagy bentmaradó lemezzel történő kialakítási módokhoz hasonlóan jónak mutatkozott az a belga módszer, melynél a hézag helyén összenyomható és nem táguló 10-15 mm vastag betétet helyeztek el, mely 3 cm-rel kisebb magasságú a betonlemez vastagságánál. A beton felső részébe egy felfelé szélesedő idomvasat helyeztek, melynek felső síkja a burkolat felső síkjával azonos magasságban van. Terjeszkedési hézag Az idomvas egyrészt kellő merevséget biztosított a betétnek, illetve megakadályozta a beton felső részének roncsolását kivételkor. A betét és idomvas rögzítését szögekkel oldották meg a betonanyag elterítése közben, utána az idomvas helyét hézagkiöntő anyaggal pótolták. A belga betonútépítéseknél a vibrálás után maradt roncsolódott szélű hézagba 2,5 cm-rel kisebb magasságú betétlemezt tettek, majd erre idomvasat helyezve a bedolgozó géppel eltüntették a keletkezett egyenetlenségeket. Az egyik francia repülőtér építésénél hasonló módszert alkalmaztak. Itt a hézagokat a bevibrálás után védőbetéttel látták el. A vibrálással kialakított hézagba az előregyártott hézagkitöltő lemez behelyezése után éles sarkú U vasakat helyeztek felülre. TDK 2005 18
Hézagkiképzés módja Ezután elvégezték a szükségesé váló elegyengetést, majd a lefedő vasat eltávolították és kiöntötték a hézagokat. Nagymértékben kezdett elterjedni, hogy a hézagokat a már megszilárdult betonba különleges vágószerkezetekkel fűrészelték be. 5.4. Utókezelés Az akkor világszerte használt nedvesen tartásos, illetve elárasztásos módszerek helyett olyan védőbevonat volt a cél, amely a bedolgozott beton nedvességtartalmát, vagy annak nagy részét biztosította. Amerikai kísérletek bebizonyították, hogy a víztartalom 80%-át kell megőrizni a betonba a 7 napos utókezelés alatt. A próbatesteken végzett kísérletekből azt a megállapítást szűrték le, mely szerint meleg időjárás estén célszerű volt az első 24 órán át a nedvesen tartás majd a bevonás, míg hideg időben azonnali bevonást javasoltak. Voltak olyan elképzelések is, hogy kétrétegű ragasztóanyaggal kezelt papírt helyeznek a frissbetonra. 6. 1955-1970 közötti időszak technológiái A cementhiány és az aszfalt-technológiák előretörése miatt 1955-től gyakorlatilag már nem nőtt a betonburkolatú utak hossza hazánkban. Érdekes megjegyezni, hogy az 50-es évek elején csak Belgiumban és Németországban volt több betonút, mint Magyarországon. Az új építésekkel ellentétben egyre nagyobb feladatot jelentett a megrongálódott betonburkolatok javítása, helyreállítása. Az 1962-ben induló M7 autópálya betonburkolatának építése alapvető változásokat hozott, paradox módon mégsem nőtt az épített km-ek száma, sőt 1967-től már rohamosan csökkenő tendenciát mutatott. Alapvetően változott az ágyazat, az alapréteg, a beton összetétele, a terjeszkedési hézagok kialakítása és fejlődött a beton keverése és a beépítés technológiája. 6.1. Betonkészítés és szállítás A nagyüzemben gyártott korszerű betonburkolat készítésnél 2 rendszert használtak. Az első, amikor a kész betont a fixen telepített betonkeverő telepen készítették el, majd kiszállítás után a helyszínen az elosztógép segítségével terítették. A másik rendszerben a cementet és az adalékanyagot keverés nélkül szállították a bedolgozás színhelyére. Ott az építési sávban álló keverőbe ürítettek, ami keverés után a megfelelő helyre terítette a kész betont. A telepített TDK 2005 19
betonkeverők esetében egyre inkább áttértek az ejtőkeverőkről, az ellenáramú kényszerkeverőkre. Megemlíthető még fejlődésként a gépkocsira épített szállítás közbeni keverők megjelenése. 6.2. Beépítés technológia A kész beton a már említett elosztószekrényekbe oldalöntéssel került, ami az úttengelyre merőleges mozgást végezve egyenletesen terített. Ez a géplánctag csak Európában terjedt el igazán. A tükörbe juttatott betont, máshol forgóterelő lapátos elosztógéppel vagy a finiser elejére szerelt csigás vagy tolólapátos elosztóval terítették szét. Hazai viszonylatban alkalmazták még a finiser első ekéje helyére szerelt végtelen kötélvontatású, a haladási irányra merőlegesen oda-vissza mozgó terelő lemezt. D-227 jelű csigás-elosztótengelyű finiser rajza A Heltzel-féle kombinációs finiser megjelenése nagy előrelépést jelentett. Ennek első normál tagja 1 vibrótaggal és 1 simítótaggal volt felszerelve. A második tag nyergesen volt az elsőhöz csatolva, a befüggesztett híd másik vége kéttengelyű kocsin futott. Erre a hídra volt felfüggesztve a kettős vibró-gerenda és a 75 cm széles lehúzó-simító. Ezzel a módszerrel próbálták a hullámokat, illetve a formasínek fektetési hibáját csökkenteni. A finiserek egy egészen új típusa jelent meg, a csúszó-formasínes finiser formájában. Ez egy új hernyótalpakon járó 6,6 méteres rögzített formasínnel ellátott géplánc, ami még egy 4,8 méteres csúszó formasínt is húzott maga után. Ez azt jelentette, hogy a finiser sebességét tekintve legalább 8 percig volt a beton zsaluzatok között. Az elterített betont először az előre hátra mozgó eke egyengette, majd a 2 vibro-gerenda és a 2 döngölőpalló tömörítette. Egy fixen rögzített simítólehúzótag fejezte be a munkát, amely mint egy a betonra ráfekvő 1 méter széles felső zsaluzat működött. Utósimításra egy 60 cm széles gumiszalagot használtak, ami 7-20 cm-es ide-oda mozgást végzett. A maga után húzott zsaluzatrész végein, összetartó rácsozott szélesség-merevítéshez erősített ponyva húzta le a felszín fölösleges vizét. A gépet egy ember kezelhette. A gép a betont, mint egy szalagprés folyamatosan engedte át magán. A hasonló Guntert-Zimmerman amerikai gyártmányú csúszózsalus finisiser, még a vakhézagok bevágására használt vibrációs vágóéllel is fel volt szerelve. A csúszózsaluzat hosszát a gyakorlat szerint 9 méterben maximalizálták. TDK 2005 20
A volt NSZK területén gyártott a Vögele és ABG nivelláló finisereket. Az előbbinél önálló keretbe épített ferdeszögű simítópalló, utóbbinál utánfutó keretbe függesztett és a nehéz finiser által vontatott, ferdeszögre is állítható simítótag működött. Kis hullámossággal dolgoztak. Az ABG diagonálutánfutó simítója Az angolok kidolgoztak egy olyan közvetlenül a finiser simítótagja mögé kapcsolható szerkezetet, amely a felületi hullámokat mérte, így ha a megengedetnél nagyobbat regisztrált, a finisert azonnal visszarendelték a kijavításra. Az M7 autópálya 20-22 cm vastag betonját ABG beépítő finiser készítette. M7 autópálya építése ABG finiserrel TDK 2005 21
6.3. Hézagképzés, vasalatok elhelyezése, kialakítása Vakhézagok kialakítására két módszer létezett. Az egyiknél a még friss betonba bevibrált vágóéllel alakítják ki a hézagot. Így a zúzottkő szemeket eltávolították, helyére habarcs került, tehát az utólagos vágás könnyebb volt. Hátránya a hézag széleinek gyengesége. A másik eljárás során a már 18-24 órás szilárdulást követően vágták meg 5-6 cm mélyen korongos vágógéppel. Az M7 autópálya építésekor előbb 60, majd 120 m-re növelték a terjeszkedési hézagok távolságát, majd később teljesen elhagyták csak a kissugarú ívekben, illetve műtárgyaknál alkalmazták. A vasalása 22-26 mm átmérőjű 700 mm hosszú betonvas csap volt, vaskosár alátámasztással, bentmaradó hézagbetéttel. A főburkolat hézagait fűrészeléssel, a vezetősávot kihúzható hézagbetétekkel építették. A vakhézagokat, vasalás és alsó gyengítés nélkül készítették. A kiöntőanyag gumibitumen volt. 6.4. Felületképzés, utókezelés Az M7 autópálya terjeszkedési hézag kialakítása A kazettás elárasztásos módszert már USA-ban és Európában egyáltalán nem alkalmazták, helyette áttértek a műgyantás filmbevonat szórásos használatára, ami párazáró rétegként funkcionált. Párazáró védőbevonatot 1969-től már hazánkban is alkalmazták. 7. Külföldön alkalmazott technológiák az 1960-as években 1964-ben épített Wien-Salzburg közötti autópálya, 22 cm vastag betonburkolatát 3 cm vastag homokrétegre fektették. A kész betont központi keverőgép állította elő. A betonburkolat alá papírt helyeztek. A burkolat 2 rétegben épült. Az alsó 16 cm-es adalékanyaga osztályozott zúzott kavics, a felső 6 cm pedig zúzottkő és zúzalék volt. A felső réteg egy erősebb beton, ami egy valamivel gyengébb alsó rétegre került. A bedolgozáshoz ABG finisert használtak, ami 7,5 méter teljes pályaszélességben dolgozott, napi 400 méter teljesítménnyel. A gép felett magas védősátor volt, míg maga után egy alacsonyabb sátort húzott. A 400 m hosszú TDK 2005 22
szerkezetet maga után vontatta a géplánc. Utókezelés azonnali vegyszerezéssel történt. A vasalt vakhézagokat, amik 10 méterenként lettek elhelyezve, a betonozás után 2 nappal vágták meg. A terjeszkedési hézagokat 60-100 méterenként helyezték el. 1967 tavaszán, az A9 Autópálya Nimes Montpellier közötti szakaszán cementstabilizációs réteget építettek a betonburkolat alapjaként. A betonkeveréshez fix keverőtelepet alkalmaztak. Elterjedt a 200-400 m 3 /h nagy teljesítményű Rex USA súlyadagolásos keverőtelep használata. A nagyteljesítményű csúszózsalus finiseres bedolgozás megkövetelte a gyors anyagellátást. Felváltva a klasszikus formasínek közötti betonozási módot, az 1960-as évek óta egyre inkább alkalmazták a csúszózsaluzással dolgozó finisereket Franciaországban. Akkoriban eléggé elterjedt volt a Guntert&Zimmermann amerikai gyártmányú csúszózsaluzásos finiser. Felmérések szerint az ilyen géppel történő beépítés jóval kevesebb felületi hibával járt, mint a sínen járó beépítés. A Guntert-Zimmermann gép munkasebessége 1,4 1,5 m/perc sebesség volt. Teljesítménye 240-300 m 3 /óra volt. Kiszolgáló személyzete 10-12 fő. A beépítő finiser négy sarkán lévő tapogató érzékelők a pálya 2 szélén kifeszített acélhúrról vették le a pontos magassági és vízszintes vonalvezetést. Ha változás állt be a szintben, letapogatva az új irányt és magasságot, a gép hidraulikus úton korrigálta helyzetét. A betont szállító járművek a tükörbe ürítettek. A gép elején a keresztirányban mozgó szerkezet egyenletesen terített, amit a 60 cm kiosztással elhelyezett vibrátorok követtek. A következő részegység az 1,8 m hosszú, burkolat szélességében végigérő elterítő lemez volt. Erre támaszkodott fel a gép tömegének nagy része, 20-30 tonna. A következő rész a kb. 0,6 méter hosszú hidraulikusan felfüggesztett lemez, ami a felszín magasságát adta meg. A csúszózsaluzat 4,5 méter hosszú, magassága a tábla vastagságának megfelelő volt, enyhén befelé döntve. Az 5 cm hosszhézagot a plasztikus betonba vágta a gép és azonnal Expandit típusú szalagot tett bele. A gépre felfüggesztett simító kiigazította a felszínhibákat. Érdesítésként durva jutavásznat használtak. A burkolatszéleket kevés munkával bár, de emberi kéz simította. Felületi bevonatként szórógéppel a betonfelületre védőbevonat került. A csúszózsaluzásos finiser elvi vázlata Érdekes módon a tolható tetőket nem alkalmazták, hivatkozva USA gyakorlatára és a kezelés nehézségére, hogy úgysem érkeznek időben, illetve, hogy ami a legérzékenyebb a géplánc alatti betont nem védi. A kereszthézagokat 12 óra múlva (a reggeli betont estére), hűvösebb időben másnap (24-48 óra múlva) fűrészelték be, 5 cm mélyen. A kisebb egyenetlenségeket (munkahézag, műtárgy csatlakozás) már akkoriban is gyalulták. A francia felfogás elveti a hálós vasalást, arra hivatkozva, hogy a vasalás tulajdonképpen már csak akkor dolgozik, amikor a tábla elrepedt. Megjegyezték azt is, hogy a beépítést nem zavarná a hosszhézag mentén való tüskézés elhelyezése, viszont az átmenő kereszthézagok és hálós vasalás készítése már szervezési TDK 2005 23
problémákkal járna. Igazából a két rétegben való beépítés alkalmával lehetne kényelmesen elhelyezni a vasalást, de ettől idegenkedtek. A szovjet elgondolás is tiltotta a hálós vasalás használatát. A hosszhézagok és átmenő kereszthézagok alá elhelyezett tüskézést is elhagyhatónak tartották, megfelelő minőségű burkolatalap estén. Így a 15-20 cm vastag cementstabilizációs burkolatalap elterjedésével a tüskézést is mellőzték. Hosszhézagot készítettek. Kialakítása fontos volt, hiszen nem akarták, hogy a kis táblamozgások repedéseket okozzanak. A hosszhézagot 5 cm mélyen vágták bele, de a hézagok alá tüskézést nem tettek. Vakhézagokat 5 méterenként alakítottak ki gumi idomszalagos vagy bitumenes kiöntéssel. Az átmenő kereszthézagot nem tartották fontosnak. Ezek távolsága fokozatosan növekedett, 30-60-120 méter, majd az 1960-as évekre meg is szűnt a készítésük. Csak és kizárólag műtárgyak előtt és szoros munkahézagoknál jelent meg. A hézagaiban vasalt burkolatnál a 30 méterenkénti dilatációs hézagot használták. Feltevésük szerint, ha már a vasalás révén akarjuk a repedések keletkezését meggátolni, akkor feszített beton útpályát lenne kézenfekvő építeni. Több rendszert dolgoztak ki erre, próbaszakaszokat építettek be ezzel a technológiával. Kutatásaik szerint nem lett volna versenyképes, így a próbálkozások abbamaradtak. 8. 1970-1980 közötti időszak technológiái Magyarországon betonútbeépítés csak 1976-ig az M7 autópálya építésének befejezéséig tartott. A Ferihegyi pályabeton építése 1980-ben volt. 1972-ben a Ferihegyi repülőtér bővítése érdekében kísérleteket folytattak egyrétegű 40 cm vastag pályabeton tömörítésére. Az akkori ABG típusú Magyarországon használatos finiserek felülről vibrálták a betont. A gyártó cég állította, hogy akár 50-60 cm vastagságig is megfelelő tömörséget biztosítanak. A próbabeépítés célja, ennek a vizsgálata volt. Az eredmények azt mutatták, hogy az egy rétegben az ABG finiserrel beépített 40 cm vastag beton tömörsége megfelelő. 1978-ban ismét próbabeton beépítést volt Ferihegyen, de itt már sokkal hosszabb szakaszon, és nem a végleges finiserrel, hanem ismét az ABG-vel. Ekkor építették Csehszlovákiában a Bratislava Brno közötti új autópálya egyes részeit. Építkezések folytak még az NDK-ban Lipcse és Drezda között. Ezeken az építkezéseken használt gépeket és technológiákat szeretném bemutatni kicsit részletesebben. 8.1. Betonkészítés és szállítás A betont Csehszlovákiában SGME típusú keverőtelep végezte, ahol 2 db szakaszos betonkeverőgép dolgozott, óránként 320 m 3 anyagelőállítással. A németek keverőtelepén óránként 240 m 3 beton készült. A Ferihegyi repülőtéren alkalmazott betonkeverő, az ELBA gyártmányú EMT3000/250/6 típusú volt. 8.2. Beépítés technológia Csehszlovákiában használt ABG rendszerű beépítés és a magyar beépítés között eltérések voltak. A cseheknél a finiser nem formasíneken közlekedett, hanem lánctalpakon, és a burkolatszéleket csúszózsaluzat képezte ki. CMI vagy Guntert-Zimmerman finisereket TDK 2005 24
alkalmaztak. A terelő ládás betonelosztás helyett már a finiser terelőlapátja osztotta el a tükörbe borított betont. A tömörítési munkát már nem bólogató vibrátorok, hanem sok-sok tűvibrátor végezte. Az NDK-ban is a Guntert-Zimmerman finisert alkalmazták 8,5 méter terítési szélességgel. A finiser mozgását két oldalán elhelyezett, már előre felmért és szintbe állított huzalrendszer segítette. 4 tapogató relé a magasságot, 1 pedig az irányt vette le a drótokról. A gép hernyótalpakon mozgott. A két oldalon elhelyezett 2,25 és 5,2 méteres zsalulemezek közé a tükörbe borították a betont. A beton egyenletes elosztását egy elosztódoboz segítette. A burkolatvastagságnak megfelelően beállított finiser magassága miatt a felesleges betont a gép maga előtt tolta. A gép előrehaladásával a betont egy 12 vibrációs cilinderből álló rendszer fogadta, aminek célja a minél alacsonyabb víz-cement tényezőjű beton bedolgozhatóságának növelése, plasztifikálása. Innen a beton a nyomólemezek alá kerül, majd egy simítólap következett. Utolsó munkafázisban a felület érdesítése és a cementpép eltávolítása jutavászonnal történt. A Ferihegyi 40 cm-es betonburkolatot beépítő géplánc CMI típusú volt. Ez négy egymást követő automatikusan vezérelt részből állt. A PST28-300 terítőgép 4 lánctalpon közlekedett. Szintvezérelt finiserről beszélünk, ahol a gépkocsik a betont a gép mellé állva a behordó szalagra ürítettek, mely azt a tükörbe juttatta. A terítő csigák szétterítették a betont, amit a 18 db merülő vibrátor tömörített be. Ezek előtt helyezkedik el a vibrált lehúzó lemez, mellyel a vastagság beállítható. A simítógerendák következnek, melyek már a végleges szintet képezték. Ez a gép is 4 lánctalpon állt. A bedolgozógépet 2 gumikerekes felületmegmunkáló gép követte. A TC-280 típusú gép a felületet a 20 cm átmérőjű alumínium cső segítségével simította. Majd a másik gépen 3 méteres érdesítő seprű vagy az acélfésű segítségével érdesítették a felületet, amit utána párazáró bevonattal permeteztek be. CMI finiser munka közben TDK 2005 25
8.3. Hézagképzés, vasalatok elhelyezése, kialakítása A cseh gyakorlat már 2 mm vastagságúra vágta a vakhézagokat, amit nem öntöttek ki. Érdekes a kereszthézagvágásuk, mivel a hazai gyakorlattal ellentétben nem a hosszhézagokra merőlegesen, hanem kis szöget bezárólag vágták. Az így kialakított tábláktól azt várták, hogy a nem egyszerre átadódó tengelyterhelés kisebb rongálást ad majd a burkolatszéleknek szemben a hagyományos eljárással. A szögek nagyságát szabályozták, hiszen a burkolat sarkán kialakuló kis szögek letörésekhez vezethetett. A német gyakorlatban a hosszhézag kiképzése a Joint-Master gép magasfrekvenciájú vibrációs késével vágott és a hézagba helyezett műanyag szalaggal történt. Hőmérséklettől függően 12-24 órás betonba. Mélysége 55 mm, vastagsága 2 mm volt, hosszában rovátkozott a jobb tapadás érdekében. Az így két részre vágott pályatestet a középen elhelyezett horgonyrudak kötötték össze. A Ferihegyi beépítés során a kereszthézagolást 10 cm mélységben 4 mm szélességben vágták ki 6-8 órás korban. Kiöntés előtt rávágással 25 mm mélyen 9 mm-re szélesítették. A résbe tömítő zsinórt tettek, majd bitumenes kitöltést kapott. A hosszhézagokat csak 20 mm mély 4 mm széles bevágással készítették, ugyanis a mellébetonozás előtt a már meglévő beton oldalfalát bitumennel kenték be az elválasztás miatt. Ferihegyi kereszthézag kialakítása 8.4. Felületképzés, utókezelés A cseh utókezelés erre a célra kialakított a géplánchoz tartozó taggal készült. A németek egy speciális Vinoflex lakkszerű folyadékot hordtak fel egyenletes vastagságban a beépítő vonathoz tartozó gumikerekes taggal. TDK 2005 26
9. A mai magyarországi betonútburkolat készítése, az M0 autópálya építésének tükrében A következőkben egy teljesen automatizált a mai kor fejlett műszaki színvonalát felhasználó beépítési folyamat, a ma épülő M0 autópálya bazaltbeton burkolatának készítése kerül bemutatásra. 9.1. Betonkészítés és szállítás Az építkezés transzportbeton ellátását 2 db semimobil betongyár látja el. A keverők gyártója a Schwing-Stetter Baumaschinen GmbH. A gépek egyenként akár 120 m 3 tömör frissbeton előállítására képesek. A keverőtelep A keverőgép a következő részegységekből épül fel: Adalékanyag soradagoló szalagmérleggel Adalékanyag átadó szállítószalag Adalékanyag felvonó felvonópályával Kötőanyag (cement) mérleg Vízmérleg Adalékszer mérleg Keverődob Adalékszer adagoló szivattyúk Cementsilók TDK 2005 27
Cementcsigák Kompresszor Adalékszer tároló konténer Vezérlőkonténer Számítógép vezérlés A betont a keverőtől a beépítés helyéig, nedvesített tiszta rakfelületű szállítójárművekkel szállítják úgy, hogy a szállítás közben a beton tulajdonságai ne változzanak, az ne osztályozódjon, kötése ne kezdődjön el. A szállításhoz nyitott billenőplatós teherautókat alkalmaznak. A plató anyaga nem lehet tisztán alumíniumból, mivel az alumíniumforgács kémiai reakcióba léphet a cementtel. A folyamatos beszállítás érdekében a szállítóeszközök számát a beépítési sebesség, a keverő berendezés teljesítménye és szállítási sebessége alapján határozzák meg. A gyártást ma már hálózatba kötött számítógépek vezérlik. Az anyagforgalmat diszpécserprogram irányítja. Tárolja a recepteket, a technológiai adatokat, feldolgozza a vevő és szállítóadatokat. Gyártási parancsokat ad a keverőszámítógép részére, gyártási tényadatok alapján szállítólevelet nyomtat. A program egyben adatbázis, mely anyagforgalmat és gyártási statisztikákat tárol. A diszpécser feladata felvenni a számítógépbe a betonmegrendelést a vevőtől, majd a beérkező szállítójármű adatait rögzítve, továbbítja azt a hálózatba kötött betonkeverő számítógépnek. Az átadott adatcsomag tartalmazza a receptadatokat, keverendő mennyiséget, vevő adatait, szállítójármű adatait. A betonkeverő technológiai rendszerét irányító keverőprogram a keverőgépész számítógépére van telepítve, amely egy vezérlőkonténerben helyezkedik el. A keverőprogram főbb jellemzői: összetevők adagolása az elektronikus mérlegek vezérlésével a keverő összes elektromos berendezésének vezérlése és felügyelete utánfolyás korrekció vízkorrekció az adalékok saját víztartalmának figyelembe vételével autotárázás minden mérlegürítés után mérlegkalibrálási szoftver grafikus folyamatkijelzésű kezelőfelület figyelmeztető jelzések (hang és felirat) technológiai üzemzavar esetén eseménymonitor A megkapott adatok alapján automatikusan történik a beton előállítása. A keverőprogram vezérli az összetevők adagolását, mérlegeléseket, a keverés folyamatát és rögzíti a tényértékeket. A keverék tényértékeit, a megrendelés lekeverését követően visszaküldi a diszpécsergépre. A diszpécsergép a tényértékek alapján rögzíti és kinyomtatja a szállítólevelet. A vevő részére a következő tényadatokat igazolja a szállítólevél: cikkszám és szabványos betonmegnevezés konzisztencia kevert mennyiség receptadatok (1m 3 re vonatkozó összetevők előírt mennyisége) TDK 2005 28