Konštrukčné vrstvy vozoviek na stavbe D1 Hubová – Ivachnová v réžii spoločností skupiny VÁHOSTAV - SK

Stavba D1 Hubová – Ivachnová priamo nadväzuje na pripravovaný predchádzajúci úsek D1 Turany – Hubová v smere na Martin. Nový úsek diaľnice D1 začína mimoúrovňovou križovatkou Hubová, prostredníctvom ktorej budú oba úseky diaľnice napojené na existujúcu cestu I/18. Trasa mostom SO 201 prekonáva cestu I. triedy I/18, rieku Váh a železničnú trať Košice - Žilina, ďalej vedie severným svahom údolia Váhu ponad obec Hrboltová, kde vchádza trasa diaľnice do tunela Čebrať a pred mimoúrovňovou križovatkou Likavka vychádza z tunela. Odtiaľ pokračuje pod hradom Likavka, severným obchvatom obcí Martinček a Lisková a mostom SO 216 prekonáva cestu III. triedy Liptovská Teplá – Lisková, opätovne zmienenú železničnú trať a rieku Váh. Následne sa nový úsek diaľnice v dĺžke 14 920 m na svojom konci plynule napojí pri obci Ivachnová na sprevádzkovaný úsek diaľnice D1 do Košíc. Objednávateľom stavby je Národná diaľničná spoločnosť, a.s., zhotoviteľom je Združenie Čebrať s vedúcim členom OHLA ŽS, a.s. a členom združenia spoločnosťou VÁHOSTAV - SK, a.s. Ukončenie stavby sa predpokladá koncom roka 2023.

Konštrukčné vrstvy vozoviek na hlavnej trase zabezpečujú výhradne spoločnosti zo skupiny VÁHOSTAV - SK. Obaľované asfaltové zmesi sú dodávané z výrobne z Martina zo spoločnosti Obaľovačka Martin, s.r.o. Ich pokládku zabezpečuje dcérska spoločnosť VHS-Asfalty, s.r.o. vrátane pokládky nestmelenej zmesi (UM ŠD) a cementom stmelenej zmesi (CBGM), ktoré vyrába spoločnosť VÁHOSTAV - SK vo vlastnej výrobni pri obci Lisková.

Opis výrobne a jej technologického vybavenia

Výrobňa je umiestnená v katastrálnom území obce Lisková. Areál je dopravne prístupný z prístupovej komunikácie, napojenej na staveniskové cesty, z ktorých sa bude obsluhovať samotná výstavba diaľnice. Cesty samotného areálu sú spevnené, prevažne v panelovej alebo betónovej úprave. Na pozemku sa ešte nachádzajú dočasné objekty vrátane inžinierskych sietí, slúžiace pre celý areál a sociálno-hygienické zariadenie pre pracovníkov a administratívu. Výrobňa má vydané právoplatné stavebné povolenie a spĺňa prísne podmienky ochrany životného prostredia a bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci. Z hľadiska ochrany ovzdušia je vybavená filtrami na cementových silách a automatickým spúšťaním pneumatickej regenerácie filtračných prepážok pri zahájení plnenia cementového sila z autocisterny, spĺňajúce požiadavky vyhlášky MŽP č. 410/2012 Z. z. Zakrytovaním miešacieho jadra sa dosiahlo zníženie hlučnosti prevádzky.

Výrobu stmelených a nestmelených zmesí zabezpečuje betonáreň od firmy CSE spol. s r.o. (ČR) a BHS-Sonthofen GmbH (Nemecko), typ KVS 200 Z s predpokladaným výkonom miešacieho jadra 200 až 500 t/hod, v závislosti od typu vyrábanej zmesi. Technológia kontinuálnej betonárne KVS 200 Z je zložená zo základných častí:

• zásobník kameniva
• dávkovacie pásky kameniva
• vážiaci Z pás kameniva
• zásobníky cementu
• šnekové dopravníky cementu
• váha cementu
• dávkovanie vody
• priebežné miešacie jadro
• medzizásobník namiešaného betónu
• schodisko na pracovnú plošinu
• kompresor na výrobu a distribúciu stlačeného vzduchu
• velín

Obr. 1: Výrobňa stmelených a nestmelených zmesí typ KVS 200 Z vrátane súvisiacich technológií

Zásobník kameniva s celkovou kapacitou 140 m3 je radový, so štyrmi komorami, pre uskladnenie štyroch rôznych frakcií. Jednotlivé frakcie kameniva sú od seba oddelené oceľovou stenou. Kapacita každej frakcie je 35 m3. Plnenie zásobníku je zabezpečené z jednej strany po nájazdovej rampe nákladným vyklápacím automobilom. Pod každou frakciou kameniva je umiestnený dávkovací pásik so šírkou 800 mm, s elektrickým motorom Nord riadeným frekvenčným meničom, ktorý sype materiál na vážiaci Z-pás. Priečne stabilný vážiaci Z-pás so šírkou 1000 mm s vlnovcami a unášačmi navažuje pomocou patentovanej technológie potrebný materiál, ktorý je naň dávkovaný dávkovacími páskami zo zásobníka kameniva. Dvakrát zalomený vážiaci pás dodáva navážený materiál cez sklz do miešačky. Šikmá časť pásu je vedená pod uhlom 60°. Pohon pásu zabezpečuje motor Nord so softštartérom pre plynulý rozbeh. Váženie je zaistené tenzometrickými snímačmi Hottinger.

Skladovanie cementu zabezpečuje cementové hospodárstvo zložené z dvoch zásobníkov s objemom 80 ton. Zásobníky sú valcové, jednokomorové, vertikálne stojaté na spevnenej železobetónovej ploche. Plošiny obidvoch síl sú navzájom prepojené lávkou. Výstup na plošinu je zabezpečený prostredníctvom jedného rebríka s bezpečnostným ochranným košom. V strede rebríka je odpočívadlo. Silo je plnené pneumaticky z cestnej automobilovej cisterny plniacim potrubím DN100. Každé silo je vybavené filtrom od výrobcu WAM S.p.A (Taliansko) pre zachytávanie prachových častíc cementu počas plnenia. Každé silo má kompletnú výbavu v zmysle požiadaviek § 234 Vyhl. 59/1982 SÚBP, ktorou sa určujú základné požiadavky na zaistenie bezpečnosti práce a technických zariadení. Zároveň spĺňa požiadavky vyhlášky č. 93/1985 SÚBP a SBÚ o zaistení bezpečnosti práce pri stabilných zásobníkoch na sypké materiály. Cement je zo zásobníkov dopravovaný do cementovej váhy pomocou šnekových dopravníkov. Cementová váha je dvojitá, cement sa dávkuje do hornej nádoby a následne sa presypáva do spodnej váhy, ktorá je osadená šnekovým podávačom, riadeným frekvenčným snímačom.

Dávkovanie vody je zabezpečené z vodnej dávkovacej stanice, s čerpadlom riadeným frekvenčným meničom, pomocou rozvodu cez vrtuľkový prietokomer, ktorý zaisťuje presné dávkovanie do miešačky.

Dvojhriadeľová miešačka (Priebežné miešacie jadro BHS LFK 0926) s nominálnym výkonom 200 ÷ 700 t/hod s maximálnou vstupnou zrnitosťou kameniva 64 mm sa skladá z miešacej nádoby bez vnútorného protioderového obloženia. Do miešačky sa podľa technologického postupu vpustia na jednej strane jednotlivé komponenty miešanej zmesi, kontinuálne sa zamiešajú a vypustia na opačnej strane miešačky do zásobníku pod miešačkou. Zo zásobníka sa materiál pomocou pneumatickej výpuste dostáva do pristavených nákladných vyklápacích automobilov. Spodná hrana výpuste je vo výške 4 000 mm nad upraveným terénom. V úrovni miešacieho jadra je hlavná pracovná plošina so zábradlím a okopovým plechom slúžiaca na údržbu stroja. Výstup na plošinu je zabezpečený výstupným schodiskom. Schodisko tvorí oceľová konštrukcia, do ktorej sú osadené pozinkované pororoštové schodnice. Vybavené je zábradlím s okopovým plechom.

Pri cementových silách je nainštalovaný piestový kompresor pre výrobu a distribúciu stlačeného vzduchu k spotrebičom v technológii výrobne. Celá technológia je centrálne riadená automatickým počítačovým riadiacim systémom osadeným spolu s dispečerským pracoviskom do izolovaného kontajneru s oknami a dverami (Velín). V zimnom období je kontajner elektricky vykurovaný. Pôdorysné rozmery kontajnera sú 2 435 x 6 055 mm.

Vyrábané zmesi

Spoločnosť VÁHOSTAV - SK, a.s. vyrába a dodáva štrkodrvu (UM ŠD) a cementom stmelenú zmes (CBGM) do konštrukčných vrstiev vozovky diaľnice vrátane tunela, ale aj na ostatné komunikácie. Celkový objem potrebnej na zabudovanie UM ŠD je 95 500 m3 a celkový objem CBGM je 57 500 m3. Dodávka zmesí prebieha podľa postupu výstavby kontinuálne od septembra 2021 až do plánovaného termínu ukončenia celej stavby koncom roka 2023.

Vstupné materiály sú získavané z lokálnych zdrojov. Štrkodrva z Lomu Ružomberok – Biely Potok, hrubé kamenivo z Kameňolomu Liptovské Kľačany, cement z Považskej cementárne Ladce a zámesová voda z vlastnej studne v areály výrobne.

Vyrábané zmesi:

• nestmelená zmes UM ŠD STN EN 13285 – 0/31,5 – GC – OC85 – UF5 – LF2 vyrobená v súlade s normou STN EN 13285: 2020 Nestmelené zmesi. Špecifikácie, bola certifikovaná autorizovanou osobou číslo SK12 QUALIFORM SLOVAKIA, s.r.o. dňa 2.9.2020, certifikátom SK12-ZSV-0882.
• cementom stmelená zmes CBGM STN EN 14227-1-C5/6 – 0/31,5 – G1 – CEM II/B.N (S-L) 32,5 N je vyrobená v súlade s normou STN EN 14227-1:2013/01: 2014 Hydraulicky stmelené zmesi. Špecifikácie. Časť 1: Cementom stmelené zmesi, bola certifikovaná autorizovanou osobou číslo SK12 QUALIFORM SLOVAKIA, s.r.o., dňa 2.9.2020, certifikátom SK12-ZSV-0881.

Vlastnosti všetkých vstupných materiálov boli overované pri skúške typu, a ich výsledky a kvalita deklarovaná výrobcom zodpovedajú požiadavkám všetkých súvisiacich noriem a predpisov.

Zabudovanie vyrábaných zmesí

UM (ŠD). Na prevoz nestmelených zmesí (UM ŠD) z betonárne Lisková sa používajú vozidlá spoločnosti VHS-DaM, s.r.o. Prevážaná zmes sa chráni proti vysušovaniu, prípadne daždivému počasiu plachtou.

Nestmelené zmesi sa kladú na konštrukčnú pláň alebo na ochrannú vrstvu vozovky, ktorá nebola vystavená účinkom mrazu, na čistý, rovný a neporušený podklad, pri teplote aspoň +5°C, pričom zabudovávanie (UM ŠD) sa nesmie vykonávať pri silnom a dlhotrvajúcom daždi.

Nadväznosť a súbeh jednotlivých pracovných činností:
Geodetické zameranie (pláň) / realizácia lankodráhy / pokládka UM (ŠD) / zhutňovanie položenej vrstvy / laboratórne skúšky + geodetické zameranie.

Obr. 2: Pokládka UM ŠD na hlavnej trase SO 101-00(2) v km 8,968-9,184

Zmes UM ŠD, hr. 220 mm z výrobne Lisková sa kladie v dvoch vrstvách (po 110 mm jedna vrstva) s navýšením potrebným pre dohutnenie tak, aby celková hrúbka po zhutnení bola 220 mm, za pomoci lankodráhy a priečnej váhy finišera. Pri zhutňovaní sa používajú technologické postupy, ktoré boli overené pri terénnej skúške zhutnenia dňa 10.06.2021. Zhutňovacím pokusom boli stanovené technologické zásady zhotovenia UM ŠD pre dosiahnutie požadovanej únosnosti a zhutnenia:

• prvá vrstva UM ŠD sa ukladá na zhutnenú konštrukčnú pláň v hrúbke cca 115 mm až 135 mm pred zhutnením
• vrstva sa zhutní po urovnaní pláne jedným pojazdom valca HAMM HD 90 bez použitia vibrácie, následne minimálne dvoma pojazdami s použitím vibrácie a dvomi bez použitia vibrácie
• následne sa položí druhá vrstva UM ŠD v hrúbke cca 115 mm až 135 mm pred zhutnením
• vrstva sa zhutní po urovnaní pláne jedným pojazdom valca HAMM HD 120 bez použitia vibrácie, následne minimálne dvoma pojazdami s použitím vibrácie a tromi bez použitia vibrácie
• jeden pojazd valca - prejazd stopou valca tam a späť
• na urovnanej pláni (povrchu) vrstvy sa nemajú vyskytovať súvislé plochy s evidentnou koncentráciou hrubých zŕn bez výplne
• po dvoch pojazdoch sa stopy valca vystriedajú. Zhutňuje sa od okrajov násypu do stredu plochy (pri strechovitom sklone pláne) resp. od jeho spodného okraja k hornému (pri jednostrannom sklone pláne). Prekrytie stôp valca je min. 100 mm.

Nestmelená zmes zo štrkodrviny z frakcie 0/31,5 je realizovaná tak, aby jej zhutnenie a únosnosť boli, čo najrovnomernejšie a aby bol dosiahnutý predpísaný modul pretvárnosti Edef,2 ≥120 MPa (s max. pomerom Edef,2/Edef1≤2,2). Nestmelenú vrstvu z UM ŠD je potrebné prekryť nasledujúcou konštrukčnou vrstvou vozovky v technologicky najkratšom možnom čase, pričom pred položením nadväzujúcej nestmelenej, respektíve hydraulicky stmelenej vrstvy, sa povrch vrstvy pokropí vodou.

CBGM. Na prevoz cementom stmelenej zmesi CBGM z betonárne Lisková sa používajú vozidlá spoločnosti VHS-DaM, s.r.o. Pri doprave od výrobne na miesto spracovania sa zmes chráni proti poveternostným vplyvom plachtou, pričom na dopravu sa používajú len vozidlá s utesnenou, hladkou a čistou kovovou korbou. CBGM sa kladie na ochrannú vrstvu vozovky alebo na spodnú podkladovú vrstvu, kde požadovaná únosnosť podkladu (vyjadrená min. modulom deformácie Edef2) je v hodnote min. 120 MPa, stanovená podľa STN 73 6133. Zmes sa kladie na čistý, rovný a neporušený podklad, ktorý nie je zmrznutý, ani rozmočený, pri teplote nad +5°C, pričom zabudovávanie CBGM sa nesmie vykonávať pri silnom a dlhotrvajúcom daždi.

Nadväznosť a súbeh jednotlivých pracovných činností:
Geodetické zameranie (ŠD) / laboratórne skúšky podľa KSP / kontrola presnosti lankodráhy / zvlhčenie ŠD pred pokládkou CBGM / pokládka CBGM / zhutňovanie položenej vrstvy / ošetrovanie zmesi CBGM kropením (7 dní) / laboratórne skúšky + geodetické zameranie.

Konštrukčná vrstva CBGM hr. 200 mm sa realizuje v jednej vrstve pri plnej hrúbke a rozprestiera sa za pomoci lankodráhy a priečnej váhy finišera. Stavebnú zmes je potrebné spracovať za čo najkratší čas od rozprestretia, pretože pri použití cementu by nemala doba spracovania (výroba zmesi, doprava, rozprestretie a hutnenie) prekročiť 2,5 hodiny od pridania spojiva. Zhutnením rozprestretej vrstvy nastane jej stlačenie približne o 5 % až 25 % nanesenej hrúbky, preto je potrebné primerane prevýšiť pokladanú vrstvu CBGM. Pri zhutňovaní sa používajú technologické postupy, ktoré boli overené pri terénnej skúške zhutnenia dňa 25.06.2021. Zhutňovacím pokusom boli stanovené zásady zhotovenia CBGM pre dosiahnutie požadovanej únosnosti a zhutnenia:

• po rozprestretí CBGM finišerom, za dodržania prepísanej nivelety je potrebné zarovnať pláň dvoma pojazdamí valca HD 90 bez vibrácie;
• následne pre zhutnenie zhotovenej vrstvy CBGM, je nutné použiť jeden pojazd valca HD 90 s použitím vibrácie - pláň sa urovnáva jedným pojazdom valca HD 120 bez použitia vibrácie
• hutnenie sa vykonáva pozdĺžnymi pojazdami valca v jednej stope bez zmeny smeru. Prekrytie stôp pojazdov valca musí byť min. 150 mm v priečnom smere.

Obr. 3: Ošetrovanie CBGM vodnou hmlou na hlavnej trase SO 101-00(2)

Pri vysokých teplotách, pri silnom vetre a/alebo pri suchom počasí je nevyhnutné povrch vrstvy na dosiahnutie správneho hutnenia zvlhčiť opatrným kropením behúňov valca alebo priamo položenej zmesi, napr. pomocou vodnej hmly. Ďalšia vrstva sa nemôže položiť bez prevzatia predchádzajúcej vrstvy objednávateľom. Hutnenie zmesí musí byť dokončené do 90 min od výroby zmesi a počas valcovania je potrebné kontrolovať vizuálnu kvalitu povrchu. Položená a zhutnená vrstva sa počas zrenia chráni pred vyparovaním vody kropením vodou - zariadením Tatra 815 cisterna tak, aby nebola poškodená čerstvo zhotovená vrstva. CBGM je potrebné prekryť nasledujúcou konštrukčnou vrstvou vozovky v technologicky najkratšom možnom čase. 

Počas výstavby jednotlivých vrstiev vozovky sa na základe plánu kontroly a skúšania overujú vlastnosti zabudovaných zmesí. Laboratórne skúšky pre obe zmesi D1 na stavbe Hubová – Ivachnová vykonáva akreditované laboratórium CONTROL-VHS-SK, s.r.o.

Záver

Na stavbe D1 Hubová – Ivachnová sa na pripravených úsekoch od septembra 2021 vykonáva pokládka konštrukčných vrstiev vozoviek, ktorú od štádia výroby až po samotné uloženie zabezpečujú spoločnosti zo skupiny VÁHOSTAV - SK. Prísnym dodržiavaním technologických postupov výroby, dopravy a realizácie predmetných vrstiev spĺňajú položené vrstvy požadované parametre. Prirodzene sa tak potvrdzuje profesionalita a vysoká kvalita výroby a zrealizovaných prác skupinou VÁHOSTAV - SK. A to je určite aj jedna z rozhodujúcich podmienok úspešného ukončenia stavby po technickej stránke koncom roka 2023.

Autori: Ing. Mojmír Štefanec, Ing. Lenka Glovová

Zdroje:
[1] VÁHOSTAV - SK, a.s.
[2] Združenie Čebrať
[3] www.ndsas.sk