Kísérleti útépítési munka Concrete Canvas® betonpaplan beépítésével

Magyarországon az úthálózat egy jelentős része alakváltozó kötött talajra és talajból épült. Az éghajlatváltozás egyik velejárója, a hosszabb periódusra kiható szárazság az elmúlt 10 évben korábban nem tapasztalt útkárosodások megjelenéséhez vezetett.

Olyan szokatlan helyen és mértékben jelentek meg terheléstől független hosszirányú repedések, melyek elgondolkodtatták a legtapasztaltabb útépítési szakembereket is. A Magyar Közút technológus mérnök kollégája, Here Zsolt hívta fel figyelmünket egy ilyen úthibára (1a-b. kép).

1a-b. kép. Hosszirányú repedések

A Szabolcs-Szatmár-Bereg megyei régióban a 4127 jelű úton a hajszálrepedésként kialakuló hosszirányú, nem folytatólagos repedések később elfajultak és a repedéstágasság már cm-es nagyságrendűre nőtt egy még súlyosabb kísérőjelenséggel, a repedések mentén a padka felőli pályarész megsüllyedésével. Javítására a Concrete Canvas® (CC) betonpaplan alkalmazása vetődött fel mint lehetséges technológia, mivel a CC jelentős húzószilárdsággal rendelkezik a cementtel készült útburkolattal szemben.

KUTATÁS HAZAI ÉS NEMZETKÖZI IRODALOMBAN  

Technológiai szakvélemény elkészítésére a REFORMÚT Kft. műszaki igazgatóját, Tárczy László építőmérnököt kértük föl. Szakértőnk hazai és külföldi, angol és francia nyelvterületről fellelt jelenségleírásokra alapozva azonosította a helyszínen tapasztalt repedéskialakulások okát, külföldi, bizonyítottan hatásos megoldások alapján készítette el javaslatát.

RÉSZLETEK A SZAKVÉLEMÉNYBŐL

Világossá vált, hogy a Szamos, a Túr, a Tisza áradása, visszahúzódása az évezredek során olyan hordalékot rakott a területre, mely útépítés talajmechanikai szempontból „kedvezőtlen” és „igen kedvezőtlen” besorolású. Az iszap és a kövér agyag mindig is nagy kihívást jelent az útépítők számára. A duzzadó, zsugorodó agyagok hatalmas nyomás kíséretében változtatják térfogatukat. A kövér agyagok a forgalmi terheléstől szinte független alakváltozással repesztik a 20-30 cm-es aszfaltrétegeket is. Külföldi szakirodalmi adatok, labor és in situ vizsgálatokból levont következtetések, a klímaváltozás és a szárazság összefüggéseinek jobb megismerése meggyőzően igazolta, hogy a vizsgált úthibák oka egyértelműen az agyagos földmű kiszáradására vezethető vissza.

Számos külföldi cikk hívja fel a figyelmet a közeli fák és cserjék párolgáson túli igen komoly vízelszívó hatására. Csapadékvízhiányos periódusban egy nagytörzsű fa naponta akár 300 liter vizet is elszív a környezetéből. Ha az elszívás az aszályos időben zsugorodó agyagban olyan többletigénybevételt generál, amely meghaladja az agyag húzószilárdságát, az megreped, magával húzza egészen a kopórétegig a pályaszerkezetet, és a repedések a felszínen is megjelennek.

A helyszíni bejáráskor vett talajminták kiértékelése megerősítette, hogy kb. 1,0 m-től kezdődően olyan kövér agyag van az útpálya alatt, mely a szárazsággal, a növényzet közeli jelenlétével és a forgalmi terheléssel együtt az elváltozások okozója.

A szakértői tanulmányban vázolt javaslat szerint, ha a Concrete Canvas® (CC) betonpaplant a padka alá és a rézsűbe lépcsősen leterítjük, le lehet zárni az agyagos földműben az oldalirányú vízmozgást, ezzel megakadályozható az agyag földmű ciklikus tágulása-zsugorodása, ami csökkentheti, késleltetheti, jó esetben megszüntetheti a pálya tönkremenetelét (1. ábra).

1. ábra

Szakértőnk véleménye szerint a Concrete Canvas® (CC) a flexibilitásával, kompozit szerkezetének jelentős nyírószilárdságával, vízzáróságával jó esélyt ad egy végső és gazdaságos javítási megoldás megtalálásához.

CONCRETE CANVAS® GCCM* (CC) BETONPAPLAN

A CC nyers állapotában tekercsekben szállított, flexibilis, speciális cementkeve­rékkel töltött 3D-s műanyagszövet, mely vízkezelése után vékony, tartós, nagy terhelhetőségű szálerősített kéregbetonná szilárdul (2. ábra).

2. ábra. A CC metszete

A szabadalmaztatott technológiával a szövetbe töltött cement tömege és sűrűsége által biztosított levegő-cement tényező pontosan meghatározza a szerkezetbe juttatható víz mennyiségét, valamint az anyag szilárdsági mutatóit. A betonpaplant 5 mm, 8 mm és 13 mm-es vastagságban gyártják, a termékek elnevezése: CC5, CC8, CC13.

Leggyakoribb felhasználási területei:

  • Árok, csatorna, áteresz és töltésburkolás
    – Flexibilitása révén könnyen burkolha­tók vele különböző formájú felületek, surrantók, kanyarulatok, be- és kitorkolások, összevezetések.
  • Erózióvédelem, rézsűvédelem
    – Normál rézsűvédelmi alkalmazásokon túl meredek, akár függőleges felületre is rögzíthető, így egyedi megoldásokat kínál munkagödrök falazatához, töltésekhez vagy egyéb rézsűvédelmi igényekhez, állandó vagy ideiglenes alkalmazásokban.
  • Növényzetelnyomás
    – Gyökerek és állatok okozta károk kivédése.

Alkalmazásának előnyei:

Kivitelezés szempontjából:

  • gyors és egyszerű alkalmazás,
  • rövid kötési idő, 2 órán belül öntartó,
  • minimális eszköz- és munkagépigény,
  • nem igényel szakképzett kivitelezői munkaerőt.

Munkaterület és megközelíthetőség, organizáció:

  • méretre szabható,
  • kézben, helyszínre szállítható tekercsek,
  • esőben, rossz időjárási körülmények között is beépíthető.

Üzemeltetés:

  • kézzel, géppel karbantartható.

A GCCM termékekre nincs harmonizált szabvány, ezért a termék európai forgalmazásához egyedi műszaki értékelés, ETA eljárás volt szükséges. Független minősítő intézetekben elvégzett vizsgálati eredmények alapján a Concrete Canvas® termékek megfelelnek a GCCM D8364 szabványban foglaltaknak, a termékek CE jelölését a GCCM termékekre vonatkozó 19/0086. sz. Európai Műszaki Értékelés (ETA) alapján jogosult a gyár feltüntetni.

CC teljesítményvizsgálatok

Az Európai Értékelési Dokumentumban (EAD) előírtaknak megfelelően:

  • mechanikai szilárdsági és állékonysági vizsgálatok, köztük a hajlító-húzó szilárdság, mely komplexen minősíti a GCCM termékeket a beton- és a kom­pozit szerkezet szempontjából. CC5 hajlító-húzó szilárdság, 1 napos, végső törés: >10 Mpa.
  • Biztonságos használat és akadálymentesség, és a
  • természeti erőforrások fenntartható használatára vonatkozó vizsgálatok.

Tervezést támogató további vizsgá­lati eredmények is rendelkezésre állnak, mint például:

  • gyökérbehatolással szembeni ellenállás,
  • Manning’s érték/érdesség,
  • áramlási sebesség/nyírási erő.

KÍSÉRLETI MUNKA

Az útépítés területén sem itthon, sem külföldön hasonló megoldást eddig nem alkalmaztak, a munkát így kísérleti jelleggel terveztük elvégezni. Forrást pályázati úton kerestünk. A Magyar Közút Kísérleti út- és hídépítés pályázat keretében „Agyagos földmű okozta pályaszerkezeti hibák javítása Concrete Canvas® (CC) betonpaplan beépítésével” című témajavaslatunkra nyertünk támogatást. Pályázatunkban egy 100 méter hosszú kísérleti szakasz javítását vállaltuk. A szakasz egyik felében a földmű teljes burkolását terveztük. A szakasz másik felében a repedések alól indul a teríték, folytatódik a padka alatt majd lépcsőzetesen a rézsűben, mindkét oldalon. A pálya alá a 3 egység (3,3 méter) széles, 8 mm vastag CC8 hosszanti irányú terítését, a rézsűben a 2 egység (2 m) széles, 5 mm vastag CC5 keresztirányú terítését terveztük.

MEGVALÓSÍTÁS

A kivitelezési munkára a Szomor Kft.-vel szerződtünk, a munkát 2020 őszén végeztük el, amit folyamatosan dokumentáltunk. Néhány fázisfotóval szeret­nénk bemutatni a kivitelezést. A 2. képen látható a körülbelül 40 cm vastagságban lemart aszfalt és pályaszerkezet, valamint a rézsűlépcsőzés kialakításával a CC terítésére előkészített felület.

2. kép. A CC terítésére előkészített felület

A CC5 keresztirányú terítése a rézsűben a 3. képen, a három egység széles CC8 hosszanti irányú terítése a 4. képen látható.

A munka során 300 m2 CC8 és 1100 m2 CC5 anyagot építettünk be. A teljes kivitelezési feladatot oldalanként 14, illetve 16 nap alatt sikerült elvégezni. Ezen belül a CC beépítése 1-1 munkanapot vett igénybe. A munka befejező szakaszát az 5–6. képen mutatjuk be.

2021 novemberében az egyéves monitoring bejáráson a pályán repedéseket nem észleltünk. A kísérlet idáig igazolta feltételezéseinket, egyetértve Here Zsolt véleményével kijelenthetjük: „Csupán hagyományos építési módszerrel – pl. homokos kavicsból védőréteg építése vagy új aszfalt pályaszerkezet építése – az ilyen típusú útkárosodást javítani nem érdemes, mivel az a kiváltó okot nem szünteti meg. Ezért szükséges új technológiákat kipróbálni, és ha beválik, alkalmazni.”

Bozi György
SoDeGo Consulting
www.betonpaplan.hu

 

KAPCSOLÓDÓ CIKKEKTÖBB A SZERZŐTŐL