Napísal: Peter Briatka
Uverejnené: 10. august 2017
Spomínaná norma STN 73 6123 sa v súčasnosti reviduje, no ešte stále je v platnosti. V úvode upravuje, na čo všetko sa vzťahuje. Uvádza sa v nej, že platí na zhotovovanie a skúšanie nevystužených cementobetónových krytov vozoviek diaľnic a rýchlostných ciest, ciest I., II. a III. triedy, miestnych a účelových ciest, pohybových plôch na letiskách a iných dopravných plôch kladených finišermi, prípadne iným mechanizovaným spôsobom. Inými slovami, platí vždy a všade pre všetky CB kryty.
cementobetónový kryt: kryt vozovky z nevystuženého alebo vystuženého betónu, kladeného v jednej alebo vo dvoch vrstvách
CB I: (TDZ podľa STN 73 6114 = I a II) Pohybové plochy na letisku (VPD, PD, manipulačné a odstavné plochy), diaľnice, rýchlostné cesty
CB II: (TDZ podľa STN 73 6114 = II; III a IV) Cesty I. triedy a II. triedy, miestne komunikácie funkčnej triedy A1, odstavné a parkovacie plochy pre nákladné vozidlá nad 3,5 t, plochy na termináloch
CB III: (TDZ podľa STN 73 6114 =IV; V a VI) Cesty II. triedy a III. triedy, miestne komunikácie funkčnej triedy A2, účelové komunikácie, odstavné a parkovacie plochy pre vozidlá do 3,5 t
Z hľadiska požiadaviek na zhotovenie cementobetónového krytu musí byť v projektovej (technickej) dokumentácii uvedené:
- hrúbka cementobetónového krytu, pre dvojvrstvový kryt hrúbka jednotlivých vrstiev;
- spôsob výstavby cementobetónového krytu v jednej alebo vo dvoch dokonale spolupôsobiacich vrstvách;
- kategórie vlastností betónu podľa STN EN 206-1;
- predpokladaný spôsob uloženia čerstvého betónu na podklad, pokiaľ má vplyv na výpočet konštrukcie vozovky;
- v prípade rekonštrukcie jestvujúcej vozovky spôsob jej úpravy, vyrovnania nivelety, druh medzivrstvy a pod.;
- v prípade použitia medzivrstvy z asfaltovej zmesi údaje o hrúbke a základných vlastnostiach zmesi;
- v prípade geosyntetika pevnosť a hmotnosť na jednotku plochy;
- údaje o podkladovom systéme: požadovaná únosnosť, spôsob úpravy povrchu jednotlivých podkladových vrstiev a systému (spojovacie postreky, ochranný postrek, vrypy a škáry v cementom stmelenom podklade a pod.);
- škárorez, t. j. rozmiestnenie priečnych a pozdĺžnych škár v cementobetónovom kryte, ich druh a tvar;
- požadované vlastnosti materiálov na výplň škár a spôsob ich vyplňovania;
- detaily vystuženia škár klznými tŕňmi a kotvami, vlastnosti výstužných prvkov vrátane ich ochrany proti korózii;
- riešenia prechodových oblastí pri mostoch a iných stavebných objektoch a na styku cementobetónového a asfaltového krytu;
- spôsob úpravy povrchu čerstvého betónu.
Jednovrstvový cementobetónový kryt vozovky na ceste III. triedy, hrúbka krytu 250 mm: CB III; 250 mm; STN 73 6123.
Označenie navrhovaného betónu: BETÓN STN 73 6123 – CBIII – Cl 0,4 – Dmax 22–S3.
Typickými príkladmi úskalí tejto normy v nadväznosti na praktické aplikácie sú betónové kryty komunikácií v rezidenčných lokalitách alebo aj prístupové a manipulačné plochy k logistickým a priemyselným centrám. V oboch prípadoch musí byť navrhnutý kryt z CB II pretože ani v jednom prípade nemožno vylúčiť zaťaženie nákladnými vozidlami nad 3,5 t (v prípade rezidenčnej výstavby napr. odvoz odpadu, sťahovanie a pod.). V projektovej dokumentácii sa preto nezriedka (správne) objavuje požiadavka na CB II. Tu však narážame na technologický problém.
Pri stavbe cementobetónového krytu skupiny CB I a CB II treba na rozprestieranie a spracovanie betónu použiť finišer. Pri stavbe krytu skupiny CB III alebo na komunikáciách a plochách ktoré nie je možné vyhotoviť finišerom, musí zhotoviteľ vypracovať osobitný technologický postup a predložiť ho na schválenie obstarávateľovi. Pri stavbe CB krytov na cestách II. a III. triedy a na účelových komunikáciách, kde by bolo použitie finišera neefektívne, môže sa použiť aj iný postup spracovania s podmienkou, že sa dosiahnu a preukážu vlastnosti zatvrdnutého betónu podľa tejto normy.
Okrem rýchlostných ciest a diaľnic je spravidla neekonomické zhotovovať CB kryt finišerom s ohľadom na náklady súvisiace s jeho presunom, montážou a demontážou. Pristupuje sa zvyčajne k dohode medzi zhotoviteľom a investorom na realizácii CB III, ktorý umožňuje realizáciu aj iným spôsobom. Ten by však mal byť popísaný technologickým postupom (overeným). Úmerne k CB III sa zvyčajne upraví aj hrúbka krytu (bez zohľadnenia pôvodného zámeru CB II na isté dopravné zaťaženie). Norma stanovuje odporúčané hrúbky dosiek CB III krytu od 180 do 220 mm. Pre CB II kryt odporúča hrúbky 220 až 280 mm. Zmenšením hrúbky dosky úmerne k CB III sa znižuje jej tuhosť.
Vychádzajúc z praktických skúseností s CB III krytmi (často realizovanými neodborne firmami bez skúseností) si dovoľujeme tvrdiť, že jednou dohodou sa znižujú kvalitatívne parametre vozovky ihneď dva- až trikrát.
- Zmena hrúbky dosky z CB II na CB III.
- Zmena požiadaviek na vlastnosti vstupných surovín a vlastnosti zatvrdnutého betónu z CB II na CB III.
- Zmena technológie spracovania zo strojného spracovania finišerom na ručné spracovanie.
Ako to už býva, samotná zámena a CB II za CB III zvyčajne nie je pre konštrukciu „fatálna“. Reálny problém nastáva až superpozíciou viacerých faktorov – umožnenie zmeny, podcenenie technologickej náročnosti, iné než ideálne okrajové podmienky zhotovenia (betón, doba dodania, počasie, atď.) a prípadne aj spôsob užívania alebo nadmerné namáhania. Najčastejšie sa stretávame s poškodeniami povrchu CB krytu, hlavne v dôsledku zníženia odolnosti povrchovej vrstvy voči účinkom mrazu a chemických rozmrazovacích látok. Obyčajne je to následok spôsobu spracovania a úpravy povrchu CB krytu. CB II a CB III majú rozdielne požiadavky aj na obsah cementu a maximálny prípustný vodný súčiniteľ (CB II: 370 kg/m3 a 0,45; CB III: 340 kg/m3 a 0,50). Samozrejme, dochádza aj ku vzniku trhlín. Trhliny sa zvyčajne prejavujú ako kontrakčné v dôsledku zmrašťovania alebo náhlej zmeny teploty. Iné trhliny súvisia vyslovene s nadmerným lokálnym zaťažením – napríklad nesprávnym prepojením kontrakčných celkov pomocou klzných tŕňov alebo nesprávym narezaním kontrakčných škár (vytvárajúc ostrý uhol). Trhliny, odlomením voľnej hrany kontrakčného celku, môžu vzniknúť aj ako dôsledok prekonsolidovania podložia či už jeho dohutnením alebo prenikaním zrážkovej vody cez neutesnené kontrakčné alebo pracovné škáry.
Problematika je značne komplexná. Je preto potrebné mať na pamäti, že čo sa spočiatku javí ako jednoduchá zámena CB II na CB III musí byť posudzované s nadhľadom a hlavne musí zohľadňovať technické a kapacitné možnosti zhotoviteľa, jeho skúsenosti a referencie s obdobnými konštrukciami a v neposlednom rade záruky, ktoré poskytuje.
V nasledovnom vyberáme technologické zásady správneho zhotovenia podceňovaných alebo často problematických prác alebo prvkov CB krytov:
Kontrakčné škáry (priečne aj pozdĺžne) sa zhotovujú v čerstvom alebo zatvrdnutom betóne spravidla kolmo na os cementobetónového krytu (výnimočne šikmo). Najvhodnejšie je rezanie škár kotúčovými
pílami do zatvrdnutého betónu. Hĺbka rezu v zatvrdnutom betóne pri priečnych škárach s klznými
tŕňmi sa odporúča 0,30 h až 0,35 h a pri pozdĺžnych kotvených škárach 0,35 h až 0,40 h, kde h je hrúbka cementobetónového krytu. Dodržať uvedenú hĺbku je dôležité preto, aby prierez bol dostatočne lokálne oslabený na to, aby sa zmrašťovacia trhlina vytvorila na jeho dne. Aby sa zamedzilo prieniku zrážkovej vody do konštrukcie vozovky, musí sa kontrakčná trhlina utesniť. Ak by nebola jej poloha preddefinovaná priamym rezom, utesnenie by bolo náročnejšie a estetickosť povrchu krytu by bola diskutabilná. Takže aby sa predišlo vzniku nesúmerných zmrašťovacích
trhlín, musí sa správne zvoliť vhodný čas rezania kontrakčných škár. Tento možno overiť skúšobným rezom. Pri rezaní sa nesmú poškodzovať hrany škár vytrhávaním zŕn kameniva. Navyše, po narezaní škár na požadovanú hĺbku sa musí rezný kal zo škáry bez zvyšku odstrániť. Rezný kal totiž stále disponuje hydratačným potenciálom a lokálne by mohol spôsobiť tuhý spoj susedných dosiek.
Aby sa mohlo urobiť vyplnenie škár, úzke škáry sa v hornej časti rozšíria spôsobom stanoveným v dokumentácii podľa odporúčaní výrobcu výplňovej alebo škárovacej hmoty. Priečne kontrakčné škáry sa rozšíria na 8 mm až 10 mm, pozdĺžne škáry sa rozšíria na 6 mm až 8 mm. Pokiaľ to predpíše dokumentácia, hrany rezu škár sa zošikmia pod uhlom 45°.
Dilatačné (priestorové) škáry sa vytvárajú prerušením cementobetónového krytu na celú hrúbku oddeľovacími vložkami. Oddeľovacie vložky musia byť dostatočne tuhé, aby sa pri zhutňovaní zmesi nedeformovali, musia však umožňovať zúženie škárovej štrbiny pri objemových zmenách cementobetónového krytu. Pred utesnením škáry musí byť oddeľovacia vložka odstránená do hĺbky najmenej 35 mm od povrchu vozovky. V doskách, ktoré nie sú vybavené tŕňmi alebo kotvami, je možné priestorové škáry vytvárať prerezaním cementobetónového krytu na celú hrúbku dosky dvoma rezmi kotúčovou pílou vo vzdialenosťou od 20 mm do 25 mm. Po odstránení betónu z rezu sa škára vyplní až do úrovne 25 mm od povrchu dosky a zvyšok 25 mm k povrchu vozovky sa utesní (vyplní) zálievkovou hmotou.
Použitie klzných tŕňov v priečnych škárach a kotvenie pozdĺžnych škár v kryte treba robiť na vozovkách so skupinou cementobetónového krytu CB I a CB II, pričom pri skupinách CB III sa odporúča použiť tŕne. Vystuženie priečnych škár klznými tŕňmi sa požaduje všade tam, kde je možné očakávať väčšie vertikálne pohyby dosiek (na vysokých násypoch, v zárezoch, pri väčších sklonoch nivelety). Klzné tŕne zamedzujú deformáciám dosiek pri presune zaťaženia (nápravy) z jedného kontrakčného celku na druhý. Tým, že sú klzné zároveň umožňujú dĺžkové zmeny kontrakčných celkov. Kotvenie pozdĺžnych škár sa odporúča na zamedzenie rozstupu susedných dosiek.
Ako optimálne podmienky pre betónovanie CB krytov sa uvádzajú teploty vzduchu v rozmedzí od +5 °C do +25 °C, pri relatívnej vlhkosti vzduchu nad 70 % a teplotnom rozdiele najvyššej a najnižšej dennej teploty menšom ako 10 °C. Teploty vzduchu sa merajú na stavenisku v tieni vo výške 0,5 m nad zemou. Upozorňujeme, že pri teplote vzduchu pod +5 °C sa nesmie betónovať.
Kropenie čerstvého betónu vodou pred jeho zhutnením a bezprostredne po jeho zhutnení na dosiahnutie lepšieho uzatvoreného povrchu alebo dodatočné nanášanie cementovej malty na povrch je zakázané. Porušenie tejto zásady takmer s istotou vedie k defektom povrchovej vrstvy krytu.
Po položení cementobetónového krytu sa vykonáva protišmyková úprava povrchu vlečenou jutou, silonovými alebo oceľovými kefami. Povrch cementobetónového krytu možno upraviť aj tak, že má obnažené kamenivo (technológia nazývaná „vymývaný betón“). Spôsob úpravy povrchu musí byť predpísaný v dokumentácii stavby. Zvláštnu pozornosť je potrebné venovať hrubému kamenivu použitému v betóne, zvlášť jeho odolnosti proti vyhladzovaniu (tzv. PSV hodnota). Sedimentárne horniny spravidla nezaručujú dostatočné PSV. Na úpravu povrchu pomocou jutového závesu sa použije pás juty s hmotnosťou najmenej 300 g/m2, ktorý je dlhý najmenej 2 m.
Cementobetónový kryt vozovky sa musí hneď po zhotovení chrániť proti rýchlemu odparovaniu vody. Môže sa chrániť ochranným postrekom parotesnými látkami, prikrytím fóliami, geosyntetikou a podobne. Spôsob ochrany proti odparovaniu vody musí byť primeraný daným klimatickým podmienkam. Pri očakávanom rýchlom ochladení vzduchu je nevyhnutné čerstvý betón chrániť tepelnoizolačnými rohožami najmenej do doby narezania škár.
Po zatvrdnutom betóne sa môžu pohybovať zostavy betónovacích strojov, ak pevnosť betónu v tlaku (meraná na vývrtoch z vozovky, na kontrolných telesách uložených pri konštrukcii, prípadne stanovená nedeštruktívnymi metódami) dosiahne najmenej 25 MPa.
Je nesporné, že CB kryty, obzvlášť tie, ktoré sa zhotovujú s menej prísnymi požiadavkami na technológiu, teda CB III, sú rizikovými z hľadiska balansovania medzi dodržiavaním aktuálneho stavu technického poznania a možností danej realizačnej firmy. Často to vedie k vadám a defektom CB III krytov. CB kryty však nesporne majú svoje opodstatnenie a výhody. V skupine COLAS momentálne pracujeme na vývoji nového typu krytu, ktorý bude eliminovať problémy typické pre CB III.
Citované a súvisiace dokumenty
STN 73 6123: 2010 Stavba vozoviek. Cementobetónové kryty.
STN EN 13877-1: 2013 Cementobetónové vozovky. Časť 1: Materiály.
STN EN 13877-2: 2013 Cementobetónové vozovky. Časť 2: Funkčné požiadavky na betónové kryty.
STN 73 6121: 2009 Stavba vozoviek. Hutnené asfaltové vrstvy.