Plusy i minusy mostowych konstrukcji sprężonych
22.03.2023
Podczas drugiego w tym roku posiedzenia Rady Naukowej przy Generalnym Dyrektorze Dróg Krajowych i Autostrad, omawiano m.in. zagadnienia dotyczące mostowych konstrukcji sprężonych. Ustalono także kategorie dla III edycji Konkursu „Innowacje w drogownictwie” na najlepszą pracę dyplomową z obszaru drogownictwa. Poruszono również temat programów naprawczych.
Oprócz przedstawicieli świata nauki i GDDKiA, w posiedzeniu uczestniczyli także reprezentanci branży drogowej: Ogólnopolskiej Izby Gospodarczej Drogownictwa, Polskiego Związku Pracodawców Budownictwa, Polskiego Kongresu Drogowego, Polskiego Stowarzyszenia Wykonawców Nawierzchni Asfaltowych oraz Stowarzyszenia Producentów Cementu.
Konkurs „Innowacje w drogownictwie”
W III edycji Konkursu będą mogli wziąć udział studenci lub absolwenci studiów pierwszego i drugiego stopnia, stacjonarnych i niestacjonarnych, których prace dyplomowe zostały obronione w terminie od 14 września 2022 r. do 15 września 2023 r. Mogą zgłaszać indywidualne lub wieloautorskie prace licencjackie, magisterskie lub inżynierskie w jednej z trzech kategorii:
- materiały i technologie drogowe,
- inżynieria ruchu drogowego,
- drogowe obiekty inżynierskie.
Regulamin Konkursu oraz szczegółowy harmonogram zostaną opublikowane w kwietniu br. Zwycięzców II edycji Konkursu „Innowacje w drogownictwie” poznaliśmy w połowie grudnia 2022 r.
Kryteria doboru nawierzchni oraz metodyki porównawczej
W odniesieniu do zapisów Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 24 czerwca 2022 r. w sprawie przepisów techniczno-budowlanych dotyczących dróg publicznych, na poprzednim posiedzeniu Rady Naukowej, które odbyło się w styczniu br., szeroko omawiano kwestie doboru rozwiązań w obszarze technologii budowy drogi asfaltowej i betonowej.
Przedstawiono również informacje w zakresie obecnej sieci dróg szybkiego ruchu, która wynosi 4887,1 km, w tym ponad 1799,7 km stanowią autostrady oraz 3087,4 km dróg stanowią drogi ekspresowe. Odcinki dróg wybudowane w technologii betonowej liczą 980 km, natomiast 3900 km to drogi wybudowane w technologii bitumicznej.
Omówiono również kwestie wad i zalet poszczególnych rodzajów nawierzchni:
Nawierzchnia bitumiczna
Zalety:
- możliwość szybkiego oddania do eksploatacji,
- łatwa w bieżącym utrzymaniu i naprawach,
- rozwinięta technologia recyklingu - możliwość ponownego użycia destruktu w nowych mieszankach minieralno-asfaltowych,
- duża elastyczność.
Wady:
- wrażliwa na wysokie i niskie temperatury,
- ciemna barwa - zużycie dużej ilości energii do oświetlenia,
- konieczność wymiany warstwy ścieralnej po 12-15 latach eksploatacji.
Nawierzchnia betonowa
Zalety:
- długowieczność,
- mała ścieralność,
- jaśniejsza nawierzchnia – lepsza widoczność w trudnych warunkach atmosferycznych,
- duża sztywność nawierzchni w czasie długotrwałego przeciążenia, zwłaszcza w wysokich temperaturach.
Wady:
- wymagany wyższy reżim technologiczny na etapie realizacji nawierzchni,
- brak możliwości ponownego zastosowania materiału z rozbiórki w nowej płycie nawierzchniowej,
- bardziej uciążliwe naprawy (rzadsze, w przypadku poprawnego wykonania nawierzchni).
Na posiedzeniu tym zdecydowano o powołaniu zespołu, który zajmie się wypracowaniem kryteriów doboru nawierzchni, metodyki porównawczej oraz harmonogramu wdrożenia jej w GDDKiA. Zespół, w którego skład wejdą przedstawiciele stowarzyszeń wykonawców i producentów, świata nauki oraz pracownicy Generalnej Dyrekcji Dróg Krajowych i Autostrad, przedstawi efekty swojej pracy do 30 września br.
Grupy robocze
W 2023 r. w ramach Rady Naukowej przy Generalnym Dyrektorze Dróg Krajowych i Autostrad pracują cztery grupy robocze, zajmujące się następującymi zagadnieniami:
- drogowe obiekty inżynierskie (mostowe konstrukcje sprężone, połączenie obiektu mostowego z drogą),
- inżynieria ruchu drogowego (rozwój narzędzi zarządzania bezpieczeństwem ruchu drogowego, szanse i bariery wdrażania nowej struktury przepisów techniczno-budowlanych na drogach krajowych),
- technologia BIM (cyfryzacja procesów zarządzania zasobami infrastruktury mostowej w kontekście zrealizowanego transportu TBM, mobilne narzędzia wspomagające terenowych inspektorów mostowych, cyfryzacja i obiektywizacja oceny stanu technicznego),
- materiały i technologie drogowe (strefa przejściowa obiekt inżynierski - droga, wykorzystanie materiałów nienormatywnych w projektowaniu funkcjonalnym betonów asfaltowych).
Mostowe konstrukcje sprężone
Realizacja wielu inwestycji drogowych w ciągu ostatnich 20 lat przyniosła wzrost liczby obiektów wykonanych w technologii betonu sprężonego. W 2002 roku takie konstrukcje stanowiły ok. 18,8 proc. obiektów mostowych na sieci dróg zarządzanej przez GDDKiA. W 2021 roku udział wzrósł do 49,5 proc. przy jednoczesnym spadku procentowego udziału obiektów z betonu zbrojonego z 67,1 do 36,4 proc. Liczba obiektów, których głównym materiałem konstrukcyjnym ustroju nośnego jest stal, utrzymuje się natomiast na poziomie 11-14 proc. ogólnej liczby obiektów.
W 2002 roku mieliśmy 642 obiekty w technologii betonu sprężonego, a w 2021 r. ponad siedmiokrotnie więcej - 4548 szt. W miejscach, gdzie nie są konieczne obiekty o długich przęsłach, wykorzystywane są prefabrykowane belki strunobetonowe. Produkowane są one w wytwórniach stacjonarnych przy systemowej kontroli jakości. Z kolei konstrukcje kablobetonowe, betonowane i sprężane na budowie, pozwalają nam pokonać długimi przęsłami np. rzeki, bez potrzeby budowy podpór w nurcie. Przy niektórych obiektach wykorzystujemy konstrukcje ze sprężeniem zewnętrznym wyniesionym na dewiatorach.
Na etapie przygotowania i realizacji inwestycji wskazujemy potrzebę stosowania typowych i trwałych rozwiązań konstrukcyjnych. Uregulowaliśmy to zarządzeniem Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad z 8 listopada 2021 roku w sprawie wymagań dotyczących drogowych obiektów mostowych i przepustów. Obiekty mostowe mają przekraczać przeszkody pod kątem zbliżonym do prostego, mają być sytuowane na odcinkach prostoliniowych w planie, a przęsła nie przekraczać rozpiętości większej niż 40 m. Te zapisy stwarzają warunki dla szerokiego stosowania prefabrykatów z betonu sprężonego w budownictwie mostowym.
Grupa robocza kierowana przez prof. Krzysztofa Żółtowskiego przedstawiła zagadnienia związane z projektowaniem i budową przęseł sprężonych. Ta technologia wymaga dokładności i poprawności wykonania. Tego rodzaju konstrukcje bardzo szybko obnażają błędy, a programy naprawcze są zazwyczaj kosztowne. Zalecono wprowadzenie wytycznych dotyczących projektowania konstrukcji sprężonych, doprecyzowujących powszechną wiedzę i określających szereg parametrów projektowych.
Pracujemy nad jednolitym wzorcem programów naprawczych
Laboratoria drogowe GDDKiA kontrolują jakość prowadzonych przez wykonawców robót, a także pilnują przestrzegania zaaprobowanych receptur nawierzchni. Niestety, czasem mamy do czynienia z wadliwie wykonanymi robotami, które wykonawca musi na swój koszt przeprowadzić ponownie, aby doprowadzić je do określonych w zamówieniu parametrów.
Dla wadliwie wykonanych elementów robót, dla których w naszej ocenie jest możliwość zastosowania innych rozwiązań niż tylko i wyłącznie odtworzenie tego elementu, opracowujemy założenia do programów naprawczych. Określamy w nich m.in. wymagania technologiczne stosowane do doprowadzenia elementu do wymaganych parametrów, jak również zasady rekompensaty za wadliwie wykonany element.
Obecnie pracujemy nad jednolitym wzorcem dla programów naprawczych dotyczących: poprawy równości i szorstkości warstwy ścieralnej nawierzchni, mrozoodporności betonu konstrukcyjnego czy też napraw uszkodzeń nawierzchni betonowych.
Materiały
Wybrane problemy projektowania i budowy przęseł sprężonych - dr hab. inż. Krzysztof Żółtowski, prof. PGWybrane__problemy_projektowania_i_budowy_przesel_sprezonych.pdf 15.30MB Mostowe konstrukcje sprężone
GDDKiA_konstrukcje_sprezone_RN.pdf 0.50MB Baza programów naprawczych
GDDKIA_Baza_programow_naprawczych_RN.pdf 1.30MB