obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture · 2020-05-19 · hydrological burdens. looking at...
TRANSCRIPT
B&B
VIŠJA STROKOVNA ŠOLA
Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Program: Logistično inženirstvo
Modul: Poslovna logistika
OBNOVA IN REKONSTRUKCIJA
CESTNE INFRASTRUKTURE
Mentor: mag. Branko Lotrič, univ. dipl. inž. tehnol. prom. Kandidat: Marko Dular
Somentor: Pavle Hevka, dipl. ekon.
Lektor: Vinko Rahne, prof.
Kranj, junij 2012
ZAHVALA
Zahvaljujem se mentorju mag. Branku Lotriču in somentorju Pavletu Hevki za
pomoč pri izdelavi diplomske naloge.
Hvala g. Janezu Prosenu iz Inštituta za gradbene materiale Igmat, d.d., za pomoč in
nasvete pri izdelavi diplomskega dela.
Zahvaljujem se tudi lektorju Vinku Rahnetu, ki je mojo diplomsko nalogo jezikovno in
slovnično pregledal.
IZJAVA
»Študent Marko Dular izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga
napisal pod mentorstvom mag. Branka Lotriča in somentorja Pavleta Hevke.«
»Skladno s 1. odstavkom 21. člena Zakona o avtorski in sorodnih pravicah
dovoljujem objavo tega diplomskega dela na spletni strani šole.«
Dne _____________ Podpis: __________________
POVZETEK
Vemo, da je prenavljanje cest v Republiki Sloveniji zahteven tehnološki proces.
Prometne in klimatske razmere močno obremenjujejo voziščne konstrukcije. Da bi
zmogli zadovoljivo financirati obnavljanje obstoječega cestnega omrežja, moramo
pristopiti k inovativnim tehnološkim rešitvam.
V diplomski nalogi smo predstaviti obnovo cestišča ob uporabi materialov iz
voziščne konstrukcije po postopku hladne reciklaže s penjenim bitumnom na cestni
trasi Ig–Ljubljana.
Ta postopek je energetsko varčnejši od postopkov, ki zahtevajo drag poseg v
cestišče ob odvozu materiala iz voziščne konstrukcije ter dovozu novega drobljenca
iz kamnoloma ali pa peskokopa.
Preden se odločimo za poseg v voziščno konstrukcijo, opravimo terenske in
laboratorijske raziskave materialov iz voziščne konstrukcije, kar je osnova za
določitev recepture za izdelavo reciklirane zmesi. Kvalitetna izvedba obnove nam
daje zahtevano odpornost cestišča na prometne in hidrološke obremenitve.
Glede na to, da v Republiki Sloveniji kronično primanjkuje finančnih sredstev za
obnovo vseh kategorij cest, je uporaba tovrstnega postopka še kako dobrodošla.
KLJUČNE BESEDE
- Obnova asfaltne voziščne konstrukcije
- Penjen bitumen
- Reciklator
- Analiza plasti voziščne konstrukcije
ABSTRACT
We know, that the renovation of roads in Republic of Slovenia is a difficult
technological process. Traffic and climate circumstances heavily burden the
pavement structures. To be able to sufficiently finance the renovation of the existing
road network, we have to approach innovative technological solutions.
In the diploma work we presented the renovation of a road, while using materials
from the pavement structure, following the procedure of cold recycling with foamed
bitumen, on the route Ig – Ljubljana.
This procedure is energetically more economical from the procedures, which
demand an expensive intervention into the road, with the outflow of materials from
the pavement structure and inflow of new gravel from a quarry or a gravel pit.
Before we opt for an intervention into the pavement structure, we make field and
laboratory researches of materials from the pavement structure, which is a basis for
determining a formula for the production of the recycled mixture. A quality execution
of the renovation gives us the demanded resistance of the pavement from traffic and
hydrological burdens.
Looking at the fact, that in Republic of Slovenia there is a chronic shortage of
financial assets for a renovation of all pavement categories, using a procedure of
this kind is more than welcome.
KEY WORDS:
Asphalt pavement structure renovation
Foamed bitumen
Recycler
Pavement structure layer analysis
KAZALO
1 UVOD ............................................................................................................... 1
1.1 Predstavitev problema................................................................................ 1
1.2 Cilji naloge ................................................................................................. 1
1.3 Predstavitev okolja ..................................................................................... 1
1.4 Predpostavke in omejitve ........................................................................... 2
1.5 Metode dela ............................................................................................... 3
2 OBNOVA IN REKONSTRUKCIJA ..................................................................... 4
2.1 Dotrajane cestne površine .......................................................................... 4
2.2 Uvajanje tehnoloških novosti ...................................................................... 5
2.3 Načrtovanje sanacij .................................................................................... 6
3 HLADNA RECIKLAŽA ....................................................................................... 8
3.1 Splošno ...................................................................................................... 8
3.1.1 TSC 06.800 ......................................................................................... 8
3.1.2 Zgodovina ........................................................................................... 8
3.1.3 Uporaba .............................................................................................. 8
3.2 Postopek izvedbe ....................................................................................... 9
3.2.1 Rezkanje vozišča ................................................................................ 9
3.2.2 Penjen bitumen ................................................................................... 9
3.2.3 Polnilo ............................................................................................... 10
3.2.4 Pesek ................................................................................................ 10
3.2.5 Reciklator .......................................................................................... 11
3.2.6 Delovanje .......................................................................................... 11
3.3 Laboratorijska analiza in terensko delo .................................................... 12
3.4 Izvajanje reciklaže .................................................................................... 15
4 PRENOVA IŽANSKE CESTE .......................................................................... 19
4.1 Pogoji projektne obnove ........................................................................... 19
4.1.1 Obnova ............................................................................................. 19
4.1.2 Pravni viri .......................................................................................... 19
4.1.3 Investicija .......................................................................................... 20
4.1.4 Dodatne zahteve ............................................................................... 20
4.1.5 Popis del ........................................................................................... 20
4.2 Pred sanacijo ........................................................................................... 24
4.2.1 Stanje Ižanske ceste ......................................................................... 24
4.3 Potek sanacije .......................................................................................... 25
4.3.1 Odvzem vzorcev ............................................................................... 25
4.3.2 Priprava terena za izvedbo del .......................................................... 27
4.3.3 Reciklaža in asfaltiranje..................................................................... 28
4.4 Stanje po sanaciji ..................................................................................... 32
4.5 Kontrola kakovosti in zaključna poročila ................................................... 35
4.5.1 Kontrola kakovosti ............................................................................. 35
4.5.2 Zaključna poročila ............................................................................. 35
5 ZAKLJUČKI ..................................................................................................... 37
LITERATURA IN VIRI ............................................................................................ 42
PRILOGE ........................................................................................................... 44
KAZALO SLIK ..................................................................................................... 44
KRATICE IN AKRONIMI ..................................................................................... 45
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 1 od 67
1 UVOD
1.1 PREDSTAVITEV PROBLEMA
Prenova cestnih prometnic je zahteven tehnično - tehnološki proces, ki zahteva
uskladitev vrste dejavnikov. Na obstoječih cestah se pojavljajo poškodbe asfaltnih
obrabnih in nosilnih plasti. Vzrok za nastanek teh je iskati v zmrzlinski neodpornosti
materialov ter njihovi utrujenosti, nenosilnosti.
Obnova državnih cest s ponovno uporabo materialov iz voziščne konstrukcije je
sodoben način, ki se nam dandanes ponuja. Predstavili bomo postopek hladne
reciklaže s penjenim bitumnom na primeru prenove odseka Ljubljana–Ig.
Gre za občutljiv pristop, saj moramo upoštevati, da je voziščna konstrukcija
nanesena na nasipu, ki poteka na močvirnatih tleh, to je Ljubljansko Barje (krajinski
park). Upoštevanje tega je ključno, saj je želja upravitelja kot seveda tudi
uporabnikov kakovostna uporaba skozi celo leto v vseh vremenskih pogojih.
1.2 CILJI NALOGE
Naš cilj je predstaviti postopek obnove voziščne konstrukcije na cestni trasi med
Ljubljano in Igom, torej primer prenove v Sloveniji. Tu ciljamo v smer obravnavane
tematike s področja logistične infrastrukture, saj gre za projekt prenove na zelo
neugodnem terenu (tehnična zahtevnost na barjanskem področju).
Potek prenove zahteva vrsto ukrepov v fazi priprave, da bi lahko prišli do
zastavljenih rezultatov. Namen upravitelja državne ceste, kot je Ižanska cesta, je
prenova, ki bi zdržala nadaljnjo uporabo vsaj 15 let, brez večjih posegov.
Torej večjih popravil v tem času naj ne bi bilo. Le manjša sprotna odprava poškodb
na cestišču, opremi, signalizaciji, sistemu odvodnjavanja površinske in talne vode,
ter seveda sprotno vzdrževanje, kot je čiščenje itd.
1.3 PREDSTAVITEV OKOLJA
Klimatske in prometne obremenitve na Slovenskem narekujejo uspešnost
načrtovanja obnovitev cestišč. Prometne obremenitve na določenih cestah silno
odstopajo od predvidenih. Dogaja se, da so te ceste že v prvi polovici »življenjske«
dobe dvajsetih let prenesle vso predvideno prometno obremenitev. V prezgodnjem
obdobju se zato dogajajo večje poškodbe v obliki udarnih jam.
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 2 od 67
Po zaključku sanacije poškodovanih površin je pomembno, koliko časa bo cestna
površina vzdržala brez večjega ponovnega posega. Želja upraviteljev je, da se
voziščno konstrukcijo prenavlja na vsakih dvajset let, oziroma da ta zdrži prometne
in klimatske obremenitve vsaj petnajst let. Dejansko se dogaja, da so ti časovni
intervali med eno in drugo obnovo doseženi v večini primerov. Le pri nekaterih
primerih je potreben predhoden poseg.
Ko se želimo odločiti, kakšen pristop bomo ubrali za obnovo dotrajanega vozišča,
moramo predhodno analizirati stanje cestnega telesa odnosno stopnjo dotrajanosti
cestne površine.
V analizi je potrebno preučiti stopnjo obremenjenosti cestne površine z vozili in s
hidrološkimi vplivi. Na podlagi analize se odločimo, s kakšnimi ukrepi se bomo lotili
sanacije poškodovanih površin. Ob preučitvi izbire tehnologije je cena izvedbe
ključna, a vendar ne edina. Pomemben je tudi ekološki vidik, torej ravnanje z
okoljem.
Pri vsem tem je potrebno poudariti organizacijo izvedbe ob čim manjšem oviranju
prometa. Nadležne zapore cest, ki imajo za posledico organizacijo obvoza,
povzročajo hudo kri med uporabniki. Temu se je potrebno kar se da posvetiti, torej s
primernim obveščanje in kratkotrajnim zapiranjem ter z izogibanjem prometnim
konicam.
Uvajanje tehnološkega napredka je v smislu odpravljanja nepotrebnih stroškov
ključna usmeritev sedaj in v bodoče. Zavedanje vseh akterjev za zagotavljanje
kakovosti stanja cest na Slovenskem bo v bodoče prineslo večje zadovoljstvo
uporabnikom cest kot tudi upraviteljem cest. To pomeni, da na dolgoletnih izkušnjah
temelječi rezultati omogočajo viden napredek pri obnovah dotrajanih cestnih
površin.
1.4 PREDPOSTAVKE IN OMEJITVE
Pri obravnavanju tovrstne problematike v Sloveniji naletimo na vrsto težav. Ceste v
Sloveniji so v večini v zelo slabem, mnoge v razpadajočem stanju, torej nevozne. Da
bi izboljšali to stanje, mora Slovenija v prvi vrsti nameniti občutno več sredstev za
vzdrževanje in prenovo cest.
Seveda tu naletimo na hud logističen problem, saj je populacija na celotnem
teritoriju Slovenije močno razpršena, kar potegne za seboj veliko število kilometrov
cest, potrebnih večje pozornosti v smislu vzdrževanja in prenove.
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 3 od 67
Pri sami izdelavi diplomskega dela smo se omejili na nam dostopne vire, kot so
internet, knjižnice, itd. Poleg tega nam je bilo v veliko pomoč zbiranje podatkov,
pridobljenih s strani Inštituta za gradbene materiale Igmat, d.d. in DRSC.
1.5 METODE DELA
Naloga temelji na lastnih spoznanjih, pridobljenih v času študija logističnega
inženirstva. Navedeno tematiko bomo obravnavali z vidika problematike prenove
prometnic v Sloveniji na primeru Ižanske ceste.
Pri izdelavi diplomskega dela smo uporabili induktivno in deduktivno metodo, to je
sklepanje od posameznega k splošnemu ali obratno iz splošnega v posamezno.
Poleg teh metod smo uporabili še deskriptivno (opisno) metodo za korektno
uporabo, študij in interpretacijo že napisane literature. Torej literature, ki omogoča
vpogled v obravnavano tematiko (knjižnice, internet …).
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 4 od 67
2 OBNOVA IN REKONSTRUKCIJA
2.1 DOTRAJANE CESTNE POVRŠINE
Kot je znano, so na Slovenskem dandanes cestne površine v slabem ali celo
neuporabnem stanju. Za takšno stanje je kriva nezadostna finančna podpora
države. Da bi to stanje izboljšali, je potrebno občutno povečati pozornost vseh
odgovornih v Sloveniji za hitrejše in seveda cenovno ugodnejše obnavljanje cestnih
površin. Tu naletimo na vrsto logističnih problemov, saj obnova terja uskladitev
mnogih dejavnikov. Namen upravitelja je seveda, da bi ceste kar se da kakovostno
prenovili in s tem izboljšali vozne lastnosti na veselje in v zadovoljstvo uporabnikov
cest.
Obnova dotrajanih cestnih površin je v Sloveniji svojevrsten izziv, kajti sredstev za to
ni in ni dovolj. Pri tem se išče najrazličnejše pristope, kako izvajati obnove. Išče se
cenovno ugodne in kakovostne tehnično - tehnološki pristope. Ni lahko. Miselnost,
da z najcenejšim pristopom rešujemo cestno infrastrukturo pred uničenjem, je
največja ovira, kajti na daljši rok se razpre vsa pomanjkljivost takšnega pristopa.
Tujina pozna vrsto tehničnih pristopov, ki pa se le počasi prebijajo v naše okolje.
Prepričevanje odgovornih, da je nujna kontinuiteta uvajanja novosti s ciljem cenovne
in kakovostne ureditve cestnih površin, je na Slovenskem mukotrpna odisejada.
Voziščne konstrukcije so izpostavljene najrazličnejšim vplivom, tako atmosferskim
kot tudi dnevni uporabi uporabnikov cest. Obremenitve, ki jih prenašajo, postavljajo
pred upravitelje najrazličnejše zahteve za ohranitev zadovoljive stopnje vzdržljivosti
in odpornosti.
Na voziščnih površinah se tako pojavijo različne deformacije, odnosno poškodbe. Te
vplivajo na vozne lastnosti in posledično pospešujejo razpadanje cestnega telesa.
Točno to pa narekuje upraviteljem cest, da se dovolj zgodaj odzovejo na tovrstne
težave in pričnejo z ustreznim ukrepanjem.
Pred letom 2000 je Slovenijo najbolj omejevala dostopnost do finančnih sredstev.
Seveda se je ta »pesem« zopet ponovila z zagonom svetovne gospodarske krize
leta 2008. Pri tem je pomembno navesti dejstvo, da je pri vsem tem izpadu dela
zadostnih finančnih sredstev hud problem zagotavljanje oziroma organizacija
prevoza starega materiala na deponije. Ta logističen napor je izjemno drag, saj
dosega marsikdaj ceno dovoza novega materiala na mesto vgradnje. Da bi se temu
izognili, so v dvajsetem stoletju snovalci obnove cestnih površin iskali tak tehnično -
tehnološki pristop, ki omogoča izogibanje, če ne že popolno odpravo tovrstnega
stroška.
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 5 od 67
2.2 UVAJANJE TEHNOLOŠKIH NOVOSTI
Za doseganje kakovosti obnove je tu primerno poudariti potrebo, če ne že nujo, po
drugačnem pristopu oddaje obnovitvenih del. Naloga upravitelja cest je, da spodbuja
uvajanje sodobnih tehnično - tehnoloških rešitev. To se da doseči z inovativnim
pristopom razpisovanja natečajev za obnovo cestnih površin.
V praksi to pomeni, da razpisna zakonodaja dopušča možnost hkratne odgovornosti
izvajalca obnovitve za izvedbo in vzdrževanje. Gre za neke vrste pogodbe, ki poleg
ponudbe za prenovo, vsebuje tudi del, ki opredeljuje vzdrževanje za dobo
predvidene uporabe brez večjih posegov v voziščno konstrukcijo.
To bi zagotovo spodbudilo izvajalce, ki se potegujejo na razpisih, da bi ti ponujali
inovativne rešitve. Namen je vpeljava takšnih postopkov, ki imajo za posledico
razumno uporabo energije in vgrajenih materialov, kot tudi vpliv na ljudi in okolje. S
tem bi bila dosežena njihova odgovornost za stanje cestne površine v vnaprej
pogodbeno določenem času med eno in drugo obnovitvijo voziščne konstrukcije.
Za kakovostno spremljanje stanja cest na Slovenskem je ključna usposobljenost
kadra, ki spremlja stanje vozne površine, in po potrebi ukrepa. V procesu
formalnega izobraževanja se tovrstnega znanja ne pridobi. Kader je potrebno
naknadno ustrezno usposobiti v procesu uvajanja v delo.
Za kontrolo materialov, vgrajenih v voziščne konstrukcije, se pri nas uporablja
laboratorije za preverjanje, torej za izvajanje zunanje kontrole. Ker so ti mnogokrat v
lasti izvajalcev, to pomeni, da so laboratoriji namenjen notranji kontroli. To je
neugodno s stališča neodvisnosti za zunanje potrebe, je pa dobro, ker imajo obrati
stalno prisotno kontrolo.
Za preverjanje vzdržljivosti vgrajenih materialov v voziščne konstrukcije pod
obremenitvijo v danih klimatskih pogojih se uporablja metodološki pristop, in sicer
poskusna trasa. Samostojna tovrstna trasa je drag proces testiranja, saj je le - ta in
seveda potek preizkušanja obremenitve cenovno neugodna rešitev za državo, kot je
Slovenija.
Takšna trasa je razdeljena na odseke z različnimi vgrajenimi materiali. Vozilo pod
obremenitvijo stalno vozi po njej v krogu. Sproti se beleži klimatske razmere.
Za Slovenijo je možno določen del cestnega omrežja rezervirati za tovrstna
testiranja. Tako imenovana testna trasa, ki naj ima ustrezno zagotovljen obvoz, je za
naše klimatske razmere in seveda prometne obremenitve še kako dobrodošla.
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 6 od 67
2.3 NAČRTOVANJE SANACIJ
Pri načrtovanju oziroma projektiranju cestnih prometnic moramo posebno pozornost
posvetiti odvodnjavanju meteornih voda na ali pa v celotnem cestnem telesu.
Pomembno je, da v najkrajšem času in po najkrajši poti odvedemo površinske in
podzemne vode brez kvarnih posledic za cestno konstrukcijo. Uspešnost teh
ukrepov zagotavlja varno in udobno rabo cestnih površin.
Preden se lotimo projektiranja, je potrebno v skladu s finančnimi zmožnostmi in
zatečenim stanjem voziščne konstrukcije oceniti in določiti prave ukrepe za obnovo
oziroma sanacijo. Pri ocenjevanju stanja voziščne konstrukcije si pomagamo z
različnimi meritvami:
Oceno stanja v skladu z metodo modificiranega švicarskega indeksa (MSI)
izvajamo vsake dve leti. Gre za vizualno oceno stanja vozne površine, vrste
in stopnje poškodb, ob upoštevanju obsega in intenzitete obrabe. S pomočjo
te ocene dobimo osnovo za gospodarjenje s cestišči. Pomemben je količnik
preostale življenjske dobe cestišča. Ta nam da podatke o naravi in vzrokih
za nastanek poškodb.
Meritev podajnosti voziščne konstrukcije z deflektometrom s padajočo utežjo
(FWD – Falling Weight Deflectometer) izvajamo vsake štiri leta. S pomočjo
te meritve dobimo prvi podatek, ki govori o življenjski dobi voziščne
konstrukcije, in drugi, ki nam pove, kakšna je potrebna debelina ojačitev.
Meritev podajnosti voziščne konstrukcije z deflektografom Lacroix.
Da bi ocenili stanje kvalitete vgrajenih materialov, se izvede pred začetkom del
pregled stanja vgrajenih materialov s pomočjo preiskav. Na delih cestišč, kjer so
ugotovljene karakteristične poškodbe voziščne konstrukcije, je potrebno izvesti
določeno število sondažnih jaškov ali vrtin. Skladno s TSC 06.541 : 2009 je
potrebno določiti količnik preostale uporabe posamezne plasti vozišča.
Za določitev geotehniških in hidrogeoloških razmer je potrebno preučiti razmere na
območju cestišča. Pomembni sta stabilnost nasipov in izbor materialov z ustreznimi
lastnostmi v podlagi. Za določitev debeline nevezane voziščne konstrukcije iz
kamnitih zrn je primerna uporaba kalifornijskega indeksa nosilnosti temeljnih tal
(CBR – California Bearing Ratio). TSC 06.720 : 2003 določa merjenje CBR podlage
z direktnim merjenjem.
Za materiale, potrebne vgradnje v plasti cestnega telesa, se uporablja agregate
raznovrstnih kamnitih drobljencev in prode. Stabilizacija se izvede s cementom in
kamnitimi materiali, asfaltom ter cementnim betonom.
Tehnična specifikacija za ceste TSC 06.520 : 2009 Projektiranje – Dimenzioniranje
novih asfaltnih voziščnih konstrukcij določa skupno debelino voziščne konstrukcije.
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 7 od 67
Ta je odvisna od povprečnega letnega dnevnega prometa, klimatskih razmer in
nosilnosti posteljice.
Voziščne površine, odnosno konstrukcija vozne površine, je sestavljenka
raznovrstnih plasti.
Osnovni pojmi sestavnih delov cest:
cestno telo,
planum,
temeljna tla,
nasip,
posteljica,
nevezana nosilna plast,
vezana spodnja nosilna plast,
vezana zgornja nosilna plast,
obrabna plast.
Tehnična specifikacija za ceste TSC 06.511 : 2009 Prometne obremenitve –
določitev in razvrstitev nam pove, pri kakšnih prometnih obremenitvah smemo
določiti dimenzije asfaltne ali cementno betonske vrhnje plasti voziščne konstrukcije.
Za izračun prometne obremenitve se uporabi vrednost standardne osne
obremenitve 100 kN in faktor razporeditve osi.
Stalen problem dotrajanosti voznih površin so klimatske razmere: dež, sneg, zmrzal,
veter, sonce,…
Tehnična specifikacija za ceste TSC 06.512 : 2003 Projektiranje klimatski in
hidrološki pogoji določa izhodišča za gradnjo cest pod danimi hidrološkimi in
klimatskimi pogoji. Ob načrtovanju, izgradnji in vzdrževanju cestišč narekuje
določitev vrste in izmere vozišč in ukrepe za zaščito materialov pred zmrzaljo, ki
povzroča poškodbe voziščne konstrukcije. Poudarek je na določitvi minimalne
debeline voziščnih konstrukcij, saj je potrebno upoštevati odpornost materialov na
zmrzal in gibanje vode nad in v voziščni konstrukciji.
Vlaženje povzroča izgubljanje nosilnosti podlage. Fina zrna zmanjšujejo zmrzlinsko
odpornost, saj večajo občutljivost na vodo, torej zmanjšujejo njeno prepustnost. Ko
fini delci prodirajo ven iz nevezane podlage, zmanjšujejo njeno togost.
V vezanih plasteh voziščne konstrukcije so predvsem pomembne lastnost bitumna,
votline v plasteh voziščne konstrukcije in stopnja poroznosti le-teh. Vse to omogoča
nastanek najrazličnejših razpok na površju in v notranjosti vezane plasti, kar
omogoča prodiranje meteorne vode in s tem kvarne posledice na voziščni
konstrukciji.
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 8 od 67
3 HLADNA RECIKLAŽA
3.1 SPLOŠNO
3.1.1 TSC 06.800
Preden se lotimo obnove, se najprej na podlagi temeljite analize lotimo izbere
ustreznega postopka. Ena izmed zelo privlačnih rešitev je hladna reciklaža z
uporabo penjenega bitumna. V nadaljevanju jo bomo temeljito obdelali, saj se nam
ponuja kot primerna tehnično - tehnološka rešitev v danih klimatskih in prometnih
razmerah na Slovenskem. Tu seveda ne smemo izvzeti okoljevarstvenih zahtev.
Tehnični standard za ceste TSC 06.800 Ponovna uporaba materialov v cestogradnji
– Recikliranje določa in opredeljuje, pod kakšnimi pogoji lahko uporabljamo različne
materiale, uporabljene v prvotni obliki, za ponovno vgradnjo. Navaja primere
uporabe kot tudi nivo zahtevane kakovosti ob kvalitetni izvedbi ponovne vgradnje.
Določa tudi področja uporabe in postopke za potrjevanje skladnosti in nadzora
kakovosti materialov ob izvedbi reciklaže.
3.1.2 ZGODOVINA
Uporaba postopka s penjenim bitumnom kot vrste veziva se prične z iznajdbo
ameriškega izumitelja dr. Ladisa Csanyija leta 1956. Gre namreč za postopek
vbrizgavanja pare v segret bitumen. Ta patent je nato kupila družba Mobil Oil. Ta ga
je še izboljševala in razširila njegovo uporabnost z vročim bitumnom, v katerega so
vbrizgavali hladno vodo. Sistemski razvoj se je nadaljeval pri družbi Wirtgen. Po letu
1990 so vbrizgavali bitumen v ekspanzijski posodi z dodajanjem vroče vode in
segretega zraka.
3.1.3 UPORABA
V Sloveniji smo pričeli s to metodo po letu 2000. Ta napredek v tehnološkem
postopku je prinesel recikliranje obstoječih vgrajenih materialov v voziščni
konstrukciji, pri čemer se dodaja vezivo in penjen bitumen kar na samem mestu
obnovitve. Za kaj takega pa je bilo potrebno zainteresirati izvajalce za vpeljavo
tehnološke novosti, in usposobiti kader. Organizacija tovrstne izvedbe je poseben
zalogaj. Primerna oprema, ki omogoča izvedbo obnovitve, je za tovrsten postopek
specifična in terja od izvajalca sprotno spremljanje dosežkov na svetovni ravni.
Vpeljava takšnega postopka, kjer recikliramo po hladnem postopku in uporabljamo
kot hidravlično vezivo cement in penjen bitumen, je za Slovenijo pomemben
tehnološki napredek, saj omogoča cenejšo in okolju prijaznejšo obnovo
poškodovanih cestnih površin.
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 9 od 67
3.2 POSTOPEK IZVEDBE
3.2.1 REZKANJE VOZIŠČA
Poškodovano vozišče se najprej na določenem odseku »odrezka«, torej celotno
asfaltno vozišče in del kamnitega materiala. Obenem dodajamo še kamniti
drobljenec za dosego želene granulacije reciklirane zmesi ob dodajanju veziva.
Globina, v katero zarijemo rezkanje, gre od 15 do 30 cm. To je odvisno od prometne
obremenitve. Pripravljena reciklirana površina je primerna za nanos oziroma
vgradnjo nosilne in obrabne plasti asfalta. Posebna pozornost je pri vsem tem
potrebna ob pripravi penjenega bitumna.
3.2.2 PENJEN BITUMEN
Penjen bitumen je mešanica zraka, vode in vročega bitumna. Primerno razmerje je:
vroč bitumen 98% in voda 2%.
Temperatura vročega bitumna sega od 160oC do 200oC. Ko ta pride v stik z vodo, ki
ima temperaturo 20oC, in s stisnjenim zrakom, se zmes v hipu poveča kar za
dvajsetkrat. Posledica je penjenje.
Slika 1: Shematski prikaz penjenja bitumna
(Vir: Šircelj, Cezar, 2006)
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 10 od 67
Penjen bitumen je torej pena. Vbrizgavanje hladne vode v majhnih količinah v vroč
bitumen povzroči penjenje, ki traja 30 sekund. Fizikalno gledano je bitumnu s
pomočjo penjenja spremenjena viskoznost. Zmanjšana viskoznost omogoča
prodiranje bitumna med kamniti agregat drobnih delcev. V penilnih komorah se para
širi v smeri bitumna in povzroča mehurčke. Ti mehurčki so pena. Velikost le - te je
odvisna od tlaka pare in površinske napetosti bitumna. Mehurčki zagotavljajo
stabilnost pene, dokler se ta ne shladi. Bitumen predstavlja v reciklaži od 1,5% do
4,5% vsebine. Seveda je potrebno za vsako izvedbo reciklaže določiti optimalno
vrednost bitumna v zmesi materialov.
Za doseganje optimizacije karakteristik penjenja veziva v zmesi z recikliranim
materialom sta pomembna dva parametra:
Ekspanzijsko razmerje. Je razmerje med največjo prostornino pene in
začetno prostornino bitumna. Pomembno je za zagotavljanje prodiranja
veziva v zmesi.
Razpolovna doba določa sesedanje pene med mešanjem. Torej gre za
vprašanje stabilnosti pene.
Oba parametra, ekspanzijsko razmerje kot tudi razpolovna doba, sta determinirana
v odvisnosti od vrste bitumna. Kakovostnejše penjenje je zagotovljeno z mehkejšim
bitumnom. Seveda pa sta oba parametra, ekspanzijsko razmerje in razpolovna
doba, tesno povezana s kakovostjo prodiranja v zmesi, kar pomeni, da sta med
seboj odvisna, in večja kot sta, boljše je prodiranje.
3.2.3 POLNILO
Polnilo oziroma mastiks in bitumen tvorita pomembno komponento v asfaltni zmesi.
Njun učinek je vezanje večjih delcev agregata in s tem utrjevanje bitumna v asfaltu.
Razmerje med polnilom in bitumnom je opredeljeno oziroma omejeno. Pri hladni
reciklaži mastiks nastane iz penjenega bitumna in vlažnega polnila. Bitumen se
najprej veže na polnilo, nato pa na ostale frakcije. Otrdeli mastiks je bolj odporen
proti trajnim deformacijam.
3.2.4 PESEK
Za zapolnitev votlin v zmesi, torej prostora med polnilom in večjimi frakcijami,
uporabljamo pesek. S tem kar za mnogokrat povečamo indirektno natezno trdnost
zmesi. Z odpravljanjem votlin povečamo kontakt med zrni. Mastiks se veže s
penjenim bitumnom ter vtre med pesek. Tak kontakt poveže večja zrna. Dejansko
dosežemo enakomerno razporeditev veziva ter njegovo sprijetost s finimi delci
agregata. Ta pristop omogoča kakovostnejšo mešanico s penjenim bitumnom, kajti
število votlin s tem kar se da zmanjšamo.
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 11 od 67
3.2.5 RECIKLATOR
Reciklator je specifičen stroj, ki v liniji postavitve potiska pred seboj cisterni vode in
bitumna. V reciklator je potrebno vnesti ustrezne podatke o prostornini mase, globini
in širini izvajanja ter predvideni hitrosti. Vneseni podatki v mikroprocesorskem
krmilniku omogočajo krmiljenje oziroma nadzorovanje delovanja črpalk. Te
regulacijsko nadzirajo doziranje penjenega bitumna in vode.
Reciklator rezka, melje in meša obstoječo voziščno konstrukcijo do predvidene
globine. Pri tem dodajamo segret bitumen in vodo ter izbran drobljenec (0/32 mm in
0/2 mm) in cement ali apno. S tem dosežemo boljšo granulacijo v zmesi ter
pripomoremo k izboljšanju izvedbe prečnega in vzdolžnega nagiba cestišča.
3.2.6 DELOVANJE
Penjena zmes se v reciklatorju vbrizgava v mlelni-mešalni boben. Tu se premeša z
ostalim materialom, kjer obda drobne delce premera 0,063 mm. S tem ustvari
elastičen in nosilno stabiliziran gradbeni material za vgradno v cestno telo. Po
sesedanju pene skoraj vsa voda izhlapi v obliki pare. Tako ima vezan bitumen
skoraj iste lastnosti kot vhodni bitumen, saj je enakomerno porazdeljen po ostalem
materialu drobnih delcev v obliki drobnih kapljic, katere tvorijo povezano mrežo
bitumenske matrike.
Slika 2: Shematski prikaz predelave poškodovanega materiala – reciklaža
(Vir: Hevka, 2010)
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 12 od 67
Za doseganje indirektne natezne trdnosti v reciklirani zmesi dodajamo cement,
apno, kameno moko in elektrofiltrski pepel, kajti na te drobne delce, pod 0,063 mm,
se veže večina penjenega bitumna.
Slika 3: Voziščna konstrukcija
(Vir: Cotič, Čotar, 2006)
3.3 Laboratorijska analiza in terensko delo
Odločitev za hladno reciklažo asfalta je povezana s presojo stanja nosilnega sloja
cestišča. Pred samim začetkom izvajanja del je ključna analiza stanja voziščne
konstrukcije. Po MSI standardu se opravi vizualni ogled obstoječega stanja in poda
oceno stanja ter FWD meritve nosilnosti. Analizirati moramo stanje materialov v
cestnem telesu, kaj je z nevezanimi plastmi, fizikalne lastnosti zmesi v plasteh
asfalta, kakšna je kakovost zgrajenosti, homogenosti in zlepljenosti materialov itd.
Terenske in laboratorijske preiskave vgrajenih materialov pomembno pripomorejo h
kakovostni analizi. (Vir: Hevka, 2010).
V nadaljevanju, na priloženih slikah, so prikazane deformacije voziščne konstrukcije
ter stanje po sanaciji le - teh. Stopnja iztrošenosti voziščne konstrukcije nam da
vedeti, da moramo ubrati ustrezne korake za izvedbo sanacijskih ukrepov.
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 13 od 67
Slika 4: Stanje pred in po reciklaži
Cesta R2-405, odsek 1022 (Famlje - Ribnica), stacionaža: 3245 m
(Vir: Hevka, 2010)
V prvi fazi, preden se lotimo izdelave recepture, določimo vse potrebne parametre
za zmes hladne reciklaže ob uporabi penjenega bitumna. Zasnova za določitev
plasti v recikliranem vozišču oziroma na novo nanošeni plasti iz recikliranega
materiala je opredeljena v projektni dokumentaciji. Pomembna je določitev
dimenzioniranja, izračunov in vseh ostalih del za sestavo obnovljene voziščne
konstrukcije. Dela, ki jih je potrebno opraviti pred tem, so tako laboratorijska kot tudi
terenska.
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 14 od 67
Slika 5: Izvedba izkopov in analiza materialov
(Vir: Cotič, Čotar, 2006)
Jemanje vzorcev za laboratorijsko analizo se izvede na testni progi oziroma polju,
predvidenem za reciklažo. Preiskave nam dajo analitične podatke o sestavi
vgrajenega materiala.
V laboratoriju se določajo količina bitumna in kontrola le - tega, granulometrijska
analiza, indirektna natezna trdnost (suha in mokra), primerna vlažnost, skladno s
Proctorjem, največja prostorninsko masa itd. Na terenu kontroliramo značilnosti
bitumna in njegovo temperaturo, penjenje, stopnjo dosežene zgoščenosti reciklirane
plasti ter njeno globino itd. (Vir: Hevka, 2010).
Načrtovanje recepture vsebuje predhodne postopke za odvzem vzorcev plasti
asfalta in spodnjih nevezanih plasti kamnitega materiala, določitev kamnitega
agregata in cementa ali apna v zmes, določitev zrnavosti finih delcev, določitev
količine bitumna v zmesi na podlagi indirektne natezne trdnosti itd. (Vir: Hevka,
2010).
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 15 od 67
Slika 6: Prednostna sestava – karakteristike penjenega bitumna
(Vir: Cotič, Čotar, 2006)
3.4 IZVAJANJE RECIKLAŽE
Preden se lotimo reciklaže, sta ključni postavitev in priprava niza vseh strojev za
reciklažo. Niz je sestavljen iz: posipalca cementa, reciklatorja, cisterne z bitumnom,
cisterne z vodo, valjarja in planirnega pluga.
Slika 7: Postavitev reciklažnega niza
(Vir: Cotič, Čotar, 2006)
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 16 od 67
Na površino cestišča, ki je predvidena za obnovo, najprej nasujemo drobljenec in
zatem še cement, skladno z recepturo v predvideni količini in specifičnostih.
Slika 8: Posipanje cementa
(Vir: Hevka, 2010)
Nato gre preko tako pripravljenega vozišča še reciklator, ki zdrobljeno granulacijo v
mešalnem bobnu meša s penjenim bitumnom. Za reciklatorjem se vgrajuje
reciklirana z vezivom stabilizirana zmes, ki je precej bolj nosilna in odporna na
poškodbe klimatskega in prometnega izvora.
Poudariti je potrebno, da je hitrost gibanja niza do 5 km/h, pri čemer se niz občasno
zaustavlja. Vzrokov je več. Kot primer naj navedemo menjavo obrabljenega
rezkarja.
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 17 od 67
Slika 9: Cisterna in reciklator
(Vir: Hevka, 2010)
Da bi zagotovili kvalitetno obnovo izvajamo na terenu vmesno kontrolo kakovosti.
Slika 10: Odvzem vzorcev
(Vir: Hevka, 2010)
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 18 od 67
Recikliran material je potrebno takoj zgostiti. Ustrezno dimenzioniran valjar nam
daje zagotovilo, da bo zmes recikliranega materiala čim prej ustrezno zgoščena. Ko
je ta dosežena, nadaljujemo z ravnanjem materiala. To nalogo izvaja planirni plug.
Njegova naloga je splanirati vozno površino do ustreznih prečnih in vzdolžnih
nagibov. To je pomembno s stališča uporabe vozišča skozi celo leto, v vseh
vremenskih pogojih.
Slika 11: Zgoščevanje za reciklatorjem
(Vir: Hevka, 2010)
S pravilnim doziranjem, ob vnaprej pripravljeni recepturi v procesu reciklaže,
dosežemo kvalitetno in stroškovno sprejemljivo prevleko recikliranega sloja ob
minimalni količini novega materiala. Po opravljeni obnovitveni sanaciji vozišča s
tanko prevleko obrabnega asfaltnega sloja dosežemo večjo vzdržljivost vozne
površine na prometne in klimatske obremenitve za daljše obdobje ob takojšnji
uporabi.
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 19 od 67
4 PRENOVA IŽANSKE CESTE
4.1 POGOJI PROJEKTNE OBNOVE
4.1.1 OBNOVA
V letu 2011 je Direkcija Republike Slovenije za ceste pristopila k sanacijski obnovi
dotrajanega odseka državne ceste na relaciji Ljubljana–Ig. Pričetek sanacijskih del
je bil predviden 18. 4. 2011, zaključitev vseh del in s tem sprostitev prometa v
polnem profilu pa 21. 6. 2011. V našem primeru gre za obnovitev voziščne
konstrukcije po postopku hladne reciklaže z uporabo penjenega bitumna.
Pred začetkom del je bilo potrebno analizirati stanje voziščne konstrukcije ter
določiti ukrepe za izvedbo sanacije. Izbrana metoda za obnovitev dotrajanega
cestnega odseka je bila hladna reciklaža z uporabo penjenega bitumna.
4.1.2 PRAVNI VIRI
Celotna dela so potekala v skladu z obstoječo zakonodajo, predpisi in tehničnimi
standardi za ceste na področju obnove dotrajanih vozišč v Republiki Sloveniji.
Zakoni, pravilniki, tehnične specifikacije:
Zakon o gradnji objektov,
Zakon o cestah,
Pravilnik o prometni signalizaciji in prometni opremi na javnih cestah,
Pravilnik o vrstah vzdrževalnih del na javnih cestah in nivoju rednega
vzdrževanja javnih cest,
Pravilnik o projektiranju javnih cest,
Pravilnik o načinu označevanja in zavarovanja del na javnih cestah in ovir v
cestnem prometu,
Tehnične specifikacije za javne ceste:
TSC 06.511 : 2009 Prometne obremenitve – določitev in razvrstitev,
TSC 06.512 : 2003 Projektiranje klimatski in hidrološki pogoji,
TSC 06.520 : 2009 Projektiranje: Dimenzioniranje novih asfaltnih
voziščnih konstrukcij,
TSC 06.300/06.410 : 2009 Smernice in tehnični pogoji za graditev
asfaltnih plasti,
TSC 06.800 Ponovna uporaba materialov v cestogradnji – Recikliranje
itd.
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 20 od 67
4.1.3 INVESTICIJA
Projektni naziv investicije je: SANACIJA NEVARNIH MEST NA R3 – 642,
ODSEK 1360 IG – LJUBLJANA (PERUZZIJEVA) OD km 0+850 DO km
3+950,
Vrednost del je bila ocenjena na 1.108.672,25 evrov,
Investitor: DRSC, Tržaška cesta 19, 1000 Ljubljana,
Izvajalec del: CPL, d.d., Cestno podjetje Ljubljana, Stolpniška 10, 1000
Ljubljana,
Izvajalec notranje kakovosti del: PMA, preiskave, meritve, analize in
inženiring, d.o.o., Tbilisijska ulica 61, 1000 Ljubljana,
Izbrano podjetje za kontrolo in analizo izvedene kakovosti del: Igmat, d.d.,
Inštitut za gradbene materiale, Polje 351 C, 1260 Ljubljana-Polje.
4.1.4 DODATNE ZAHTEVE
Zaradi dviga višine vozišča je bilo potrebno dodatno razširiti nasip. Poseg je
precej zahteven, saj gre za barjanski teren (poseg je močno otežen).
Prav tako je bilo potrebno zaradi dviga višine zemljišča urediti več kot 200
dostopov na kmetijska zemljišča.
4.1.5 POPIS DEL
Opis postavke E.M. Količina
1 Preddela
1.1 Geodetska dela
1 S 11 121 Obnova in zavarovanje zakoličbe osi trase
ostale javne ceste v ravninskem terenu km 3,10
2 S 11 221 Postavitev in zavarovanje prečnega profila
ostale javne ceste v ravninskem terenu kos 310,00
1.2 Čiščenje terena
1.2.2 Odstranitev prometne signalizacije in
opreme
3 S 12 211 Demontaža prometnega znaka na enem
podstavku. Opomba: In ponovna postavitev
po izvedeni sanaciji.
kos
15,00
4 S 12 212 Demontaža prometnega znaka na dveh
podstavkih. Opomba: In ponovna postavitev
po izvedeni sanaciji.
kos
5,00
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 21 od 67
5 S 12 261 Demontaža plastičnega smernika. Opomba: V
ponudbi upoštevati demontažo in ponovna
montažo plastičnega smernika. kos 260,00
1.2.3 Porušitev in odstranitev voziščnih
konstrukcij
6 S 12 361 Rezkanje (in odvoz) asfaltne zmesi na klančini v
debelini 0 do 4 cm. m2 230,00
7 S 12 364 Rezkanje (in odvoz) asfaltne zmesi na klančini v
debelini 0 do 7 cm m2 380,00
8 S 13 371 Rezkanje in odvoz asfaltne krovne plasti v
debelini do 3 cm m2 370,00
9 S 12 373 Rezkanje in odvoz asfaltne krovne plasti v
debelini 8 do 10 cm. Opomba: Rezkanje v
debelini 9 cm. m2 230,00
10 N Obnova indukcijskih zank kos 10,00
11 N Odstranitev travne ruše na bankini v širini
1,00m m1 6.180,00
1.3 Ostala preddela
1.3.1 Omejitve prometa
12 S 13 111 Zavarovanje gradbišča v času gradnje s
polovično zaporo prometa in usmerjanjem s
semaforji dan 30,00
13 Izdelava predhodnih raziskav in recepture za
izvedbo hladne reciklaže s penjenim bitumnom kos 1,00
2. Zemeljska dela
2.1 Izkopi
14 S 21 112 Površinski izkop plodne zemljine – 1. kategorije
– strojno z odrivom do 50 m m3 330,00
2.2 Planum temeljnih tal
15 S 22 111 Ureditev planuma temeljnih tal slabo nosilne
zemljine – 2. kategorije m2 510,00
2.3 Ločilne, drenažne in filtrske plasti ter
delovni plato
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 22 od 67
16 S 2 3 313 Dobava in vgraditev geotekstilije za ločilno plast
(po načrtu), natezna trdnost nad 14 do 16
kN/m2 m2 510,00
2.4 Nasipi, zasipi, klini, posteljica in glinasti
naboj
17 S 24 117 Izdelava nasipa iz zrnate kamnine –
3. kategorije z dobavo iz kamnoloma m3 660,00
3 Voziščne konstrukcije
3.1 Nosilne plasti
3.1.2 Vezane spodnje nosilne plasti s
hidravličnimi in bitumenskimi vezivi
18 31 377 Izdelava spodnje nosilne (stabilizirane) zmesi
bituminizirane zmesi AC 22 base, stab, vezivo
penjeni namenski bitumen tip B 100/150, razred
bituminizirane zmesi A3 v debelini 25 cm.
Opomba: Pred pričetkom reciklaže je
potrebno vozišče sprofilirati z drobljencem
za zagotovitev ustrezne granulometrije. Pri
tem je potrebno paziti, da se obstoječa
niveleta ne dvigne preveč zaradi ozkega
vozišča. m2 19.980,00
3.1.3 Vezane zgornje nosilne in nosilnoobrabne
plasti z bitumenskimi vezivi
19 31 554 Izdelava nosilne plasti bituminizirane zmesi AC
22 base B 50/70 A3 v debelini 8 cm m2 18.670,00
20 31 555 Izdelava nosilne plasti bituminizirane zmesi AC
22 base B 50/70 A3 v debelini 9 cm m2 230,00
3.2 Obrabne in zaporne plasti
3.2.5 Vezane asfaltne obrabne plasti – drenažni
asfalti
21 S 32 591 Čiščenje utrjene/odrezkane površine podlage
pred pobrizgom z bitumenskim vezivom m2 18.680,00
22 32 592 Pobrizg podlage s polimerno kationsko
bitumensko emulzijo PmBE 0,4 kg/m22 m2 18.680,00
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 23 od 67
3.2.6 Vezane obrabne in zaporne plasti – drobir
z bitumenskim mastiksom
23 32 642 Izdelava obrabne in zaporne plasti
bituminizirane zmesi SMA 8 B 70/100 A3 v
debelini 3 cm m2 18.680,00
3.6 Bankine
24 S 36 133 Izdelava bankine iz drobljenca, široke od 0,76
do 1,00 m m3 1.260,00
6 Oprema cest
6.2 Označbe na vozišču
25 S 62 122 Izdelava tankoslojne vzdolžne označbe na
vozišču z enokomponentno belo barvo, vključno
250 g/m2 posipa z drobci / kroglicami stekla,
strojno, debelina plasti suhe snovi 250 mm,
širina črte 12 cm m1 1.590,00
26 S 62 252 Doplačilo za izdelavo prekinjenih vzdolžnih
označb na vozišču, širina črte 12 cm m1 1.590,00
6.3 Oprema za vodenje prometa
27 S 63 111 Dobava in postavitev smernika iz plastične
zmesi, z votlim prerezom, dolžine 1200 mm, z
odsevnikom iz folije kos 60,00
28 Izdelava projekta izvedenih del (PID) kos 1,00
Opomba: 1. Popisi za asfaltna dela so iz
TSC 06.300 / 06.410;
2. Vse delovne stike je potrebno ustrezno
obdelati in premazati z bitumensko lepilno
zmesjo;
3. Zaradi zelo ozkega vozišča je potrebno
izvajati vsa dela pod popolno zaporo prometa.
(Vir: Hevka, 2011)
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 24 od 67
4.2 PRED SANACIJO
4.2.1 STANJE IŽANSKE CESTE
Zatečeno stanje pred sanacijo je razvidno iz priložene slike. Dotrajanost voziščne
konstrukcije je bila tolikšna, da ni bilo več smiselno le površinsko krpanje zgornje
obrabne plasti, ampak celovita obnova voziščne konstrukcije.
Slika 12: Iztrošenost voziščne konstrukcije
(Vir: Hevka, februar 2012)
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 25 od 67
4.3 POTEK SANACIJE
4.3.1 ODVZEM VZORCEV
Slika 13: Odvzem vzorcev
(Vir: Hevka, februar 2012)
Slika 14: Odvzem vzorcev
(Vir: Hevka, februar 2012)
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 26 od 67
Slika 15: Odvzem vzorcev
(Vir: Hevka, februar 2012)
Pred pričetkom sanacije se najprej odvzame vzorce za pregled in preiskave. Po
priporočilu poteka odvzem vsebin iz voziščne plasti na mestih z izrazitimi
deformacijami vozišča. Torej ne na mestih, kjer ni poškodb. Vsebine se nato
odpremi v laboratorij za preiskavo materialov. Na podlagi dobljenih rezultatov se
izdela recepturo za izvedbo hladne reciklaže s penjenim bitumnom.
Obenem ko se opravi pregled debeline posamezne plasti v obstoječi voziščni
konstrukciji, se pregleda stanje temeljnih tal. Če so v podlagi vidne volumenske
nestabilne, nabrekljive zemljine, moramo v laboratoriju določiti indeks nosilnosti
temeljnih tal oziroma podlage – CBR (California Bearing Ratio).
Meritve na terenu nam omogočajo določanje ocene trenutnih vremenskih vplivov na
rezultate meritev in s tem na korektnost in pravilnost izvedenih meritev. Na podlagi
rezultatov kontrole stanja voziščne konstrukcije lahko določimo ukrepe za sanacijo.
V našem primeru je vrednost vizualne ocene stanja vozišča po MSI = 3,47, kar
pomeni zelo slabo stanje. Meritve nosilnosti s FWD deflektometrom kažejo na dobro
nosilnost. Zmrzlinska globina sega do 95 cm. Povprečni letni dnevni promet (PLDP)
je 8000. V deset letnem obdobju znaša skupna ekvivalentna prometna obremenitev
v eni smeri in ob 3% predvideni rasti prometa 222242 prehodov NOO100 kN, kar je
lahka prometna obremenitev. (Vir: Hevka, februar 2012).
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 27 od 67
4.3.2 PRIPRAVA TERENA ZA IZVEDBO DEL
Slika 16: Odstranitev travne ruše na bankini v širini 1,00 m
(Vir: Hevka, februar 2012)
Pred pričetkom del za izvedbo hladne reciklaže s penjenim bitumnom moramo
odstraniti travnato rušo na bankinah na obeh straneh cestišča v širini enega metra.
To nam omogoča fizični dostop do celotne površine plasti voziščne konstrukcije,
vključno z bankino.
Slika 17: Odstranitev travne ruše na bankini v širini 1,00 m
(Vir: Hevka, februar 2012)
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 28 od 67
4.3.3 RECIKLAŽA IN ASFALTIRANJE
Slika 18: Postavitev reciklažnega niza
(Vir: Hevka, februar 2012)
Postavitev cisterne z vodo in bitumnom pred reciklator Wirtgen zahteva usklajeno
delovanje po vnaprej začrtanem postopku hladne reciklaže.
Slika 19: Postavitev reciklažnega niza
(Vir: Hevka, februar 2012)
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 29 od 67
Slika 20: Reciklator
(Vir: Hevka, februar 2012)
Reciklator s svojim rezkanjem v širini voznega pasu melje in meša material iz
obstoječega vozišča do zastavljene globine. Vbrizgavanje hladne vode v segret
bitumen omogoča nastanek penjene zmesi, ki prodira med zrna zdrobljenega
agregata. Penjen bitumen dejansko s svojo spremenjeno viskoznostjo omogoča v
mešalnem bobnu oblivanje finih zrn premera 0,063 mm. Takšna reciklirana zmes se
za reciklatorjem v širini voznega pasu položi na površino voziščne konstrukcije.
Slika 21: Položena reciklirana zmes
(Vir: Hevka, februar 2012)
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 30 od 67
Slika 22: Zgoščevanje reciklirane zmesi
(Vir: Hevka, februar 2012)
Po položitvi reciklirane zmesi je potrebno takojšnje zgoščevanje le - te. Ko
dosežemo ustrezno zbitost reciklirane zmesi, se izvede ravnanje materiala s
pomočjo planirnega pluga. Ta splanira voziščno površino na ustrezne prečne in
vzdolžne nagibe. Tako pripravljena podlaga je primerna za nanos vezane nosilne
plasti asfalta, pripeljanega iz asfaltne baze.
Slika 23: Nanos nosilne asfaltne plasti
(Vir: Hevka, februar 2012)
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 31 od 67
Slika 24: Nanos obrabno zaporne asfaltne plasti in zgoščevanje
(Vir: Hevka, februar 2012)
Na koncu položimo preko vezane nosilne plasti asfalta še obrabno zaporno plast.
Pomembna je njena obrabna odpornost na predvidene prometne obremenitve in
dane klimatske pogoje. Hidrološke specifičnosti okolja, v katerem se nahaja
voziščna konstrukcija, določajo strukturo izgradnje le - te. Za dosego primerne
zbitosti plasti uporabimo ustrezno dimenzioniran valjar.
Slika 25: Zgoščevanje, valjenje
(Vir: Hevka, februar 2012)
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 32 od 67
4.4 STANJE PO SANACIJI
Stanje po sanaciji je razvidno iz priloženih slik. Razlika pred in po sanaciji je očitna.
Tovrstna tehnologija nam je zagotovila uporabo cestnega odseka za daljše obdobje
brez večjih posegov v popravilo voziščne konstrukcije.
Slika 26: Prej, potem
(Vir: Hevka, februar 2012)
Slika 27: Prej, potem
(Vir: Hevka, februar 2012)
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 33 od 67
Slika 28: Ureditev bankine (Ljubljansko barje)
(Vir: Lasten)
Slika 29: Dostop do kmetijskega zemljišča
(Vir: Lasten)
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 34 od 67
Slika 30: Meja med občinama: Ljubljana - Ig
(Vir: Lasten)
Slika 31: Odcep Iška Loka
(Vir: Lasten)
Izvedena reciklaža je omogočila polno uporabo rezkanega asfalta. Ta je nadomestil
predviden agregat granulacije 0/32 mm Dobrepolje. Voziščna konstrukcija je sedaj
bolj odporna na prometne in klimatske obremenitve.
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 35 od 67
4.5 KONTROLA KAKOVOSTI IN ZAKLJUČNA POROČILA
4.5.1 KONTROLA KAKOVOSTI
Kontrola kakovosti je vsebovala:
kakovost recikliranja na obstoječi voziščni konstrukciji,
kakovost izdelave novo izdelanih asfaltnih zmesi,
kakovost vgrajenih plasti.
Za notranjo kontrolo v procesu izvedbe obnovitve je skrbelo podjetje PMA d.o.o..
4.5.2 ZAKLJUČNA POROČILA
Poročila o kontroli izvedenih del s strani podjetja Igmat, d.d. Inštitut za gradbene
materiale:
Poročilo o kakovosti pri izvedbi reciklaže z uporabo penjenega bitumna vsebuje:
za reciklirano zmes:
analizo indirektne natezne trdnosti (ITS), vsebnosti bitumna in
granulometrična analizo:
priporočene vrednosti (Wirtgen manua),
recepture,
ugotovljene vrednosti reciklirane zmesi,
lastnosti vhodnega bitumna.
za reciklirano plast:
priporočena vrednost (Wirtgen manua): zgoščenost >98,0%,
ugotovitve:
zrnavosti in deleža bitumna,
indirektna natezna trdnost (ITS), vsebnost bitumna,
zgoščenost.
ocena,
diagram zrnavosti reciklirane zmesi (po ekstrakciji).
Poročilo o rezultatih preiskav asfalta (AC 22 base B50/70 A2 – nosilna plast)
vsebuje:
splošne podatke o:
asfaltni zmesi,
asfaltni plasti.
rezultate preiskav,
priložene tabele:
tabela rezultatov preiskav asfaltne zmesi,
diagram zrnavosti asfaltne zmesi,
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 36 od 67
tabela rezultatov preiskav vrtine,
tabela sondnih meritev gostote asfaltne plasti.
Poročilo o rezultatih preiskav asfalta (SMA 8 PmB 45/80-65 A2 – obrabno zaporna
plast) vsebuje:
splošne podatke o:
asfaltni zmesi,
asfaltni plasti.
rezultate preiskav,
priložene tabele:
tabela rezultatov preiskav asfaltne zmesi z diagramom zrnavosti asfaltne
zmesi,
tabela rezultatov preiskav vrtine,
tabela sondnih meritev gostote asfaltne plasti.
Zaključno poročilo o kontroli in kakovosti reciklaže voziščne konstrukcije in o kontroli
kakovosti asfaltne utrditve:
obseg izvedenih del:
reciklaža obstoječe voziščne konstrukcije z uporabo penjenega bitumna,
nosilna plast iz bitumeniziranega drobljenca oznake ac 22 base b 50/70
a2 v debelini 90 mm,
obrabno – zaporno plast iz drobirja z bitumenskim mastiksom oznake
sma 8 pmb 45/80-65 a2 v debelini 30 mm.
zunanja kontrola kakovosti,
notranja kontrola kakovosti,
ugotovitve.
Poročila Inštituta za gradbene materiale Igmat, d.d. so v okviru Diplomske naloge
priložena. Iz njih je razbrati ugotovitve v zvezi s kakovostjo voziščne konstrukcije.
Recikliran material je iz obstoječe voziščne konstrukcije ob uporabi penjenega
bitumna kot veziva precej bolj nosilen kot prvotni material. Vzdržuje elastičnost in s
tem odpornost na razvoj razpok po slojih. Odvoz izrabljenega materiala na deponijo
ni bil potreben, kar je precej pocenilo izvedbo. Dovoz novega materiala, običajno iz
oddaljenih kamnolomov, je dosegal minimalne količine. Poraba energije se je v
celotnem postopku precej zmanjšala, kajti odpadli so nepotrebni prevozi za dovoz in
odvoz. Ob poteku gradnje sta bila močno zreducirana uničevalna vpliva na cestno
infrastrukturo in okolje. Reciklažni stroj je v procesu obnove le enkrat zapeljal čez
izpostavljena temeljna tla. Iz tega sledi, da je hladna reciklaža izrazit primer
enofazne operacije.
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 37 od 67
5 ZAKLJUČKI
Znano je, da je glavni cilj logistike znižanje stroškov v poslovnem procesu, obenem
pa varovanje okolja. Naša predstavitev reciklaže voziščne konstrukcije ob uporabi
penjenega bitumna govori točno o tem.
Vemo, da je prenavljanje cest na Slovenskem zahteven tehnično - tehnološki
proces. Prometne in klimatske obremenitve močno obremenjujejo voziščno
konstrukcijo. Da bi zmogli zadovoljivo financirati obnavljanje obstoječega cestnega
omrežja, moramo pristopiti k inovativnim tehničnim rešitvam.
Uvajanje metode obnove voziščne konstrukcije z uporabo materiala iz obstoječe
voziščne konstrukcije je v Sloveniji postopno zaživelo. Kar nekaj cestnih odsekov je
na ta način že obnovljenih. Namen upravitelja državnih cest je čim daljša uporaba
cest brez večjih posegov v voziščno konstrukcijo.
Namen diplomske naloge je bil predstaviti obnovo voziščne konstrukcije po
postopku hladne reciklaže s penjenim bitumnom. Ta postopek nam omogoča
izvajanje obnovitve cestišča ob uporabi materialov iz voziščne konstrukcije. Velik
napredek tovrstnega obnavljanja je v močnem zmanjšanju prevozov odpadnega
materiala na deponije.
Postopek hladne reciklaže s penjenim bitumnom poteka ob vnaprej pripravljeni
recepturi. Ta se na podlagi temeljite laboratorijske analize izvaja s pomočjo posebej
za ta namen konstruiranega stroja, imenovanega reciklator. Ta stroj rezka, melje in
meša zmes, ki jo nato polaga nazaj v voziščno konstrukcijo.
S tega stališča je ta postopek precej energetsko varčnejši od postopkov, ki
zahtevajo temeljit in drag poseg v cestišče ob odvozu materiala iz voziščne
konstrukcije ter dovoz novega. Logistično gledano gre za odpravo dragega
transporta izkopanega materiala na deponijo in dovoz novega agregata drobljenca
iz kamnoloma ali pa peskokopa.
V prvem delu smo želeli predstaviti sam postopek reciklaže, to je postopek hladnega
rezkanja brez predhodnega segrevanja voziščne površine. Ta način zahteva
uporabo tehnične opreme, ki omogoča rezkanje in nato drobljenje za nadaljnje
mešanje. Pomembno je poudariti kakovost rezkarja. Ta ima na svojem valju
nameščene tako imenovane »zobe«. Ti so izdelani iz visoko kakovostnega
materiala in s tem odporni na obrabo. Menjava le - teh seveda zahteva zaustavitev
postopka reciklaže.
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 38 od 67
V delu diplomske naloge, kjer smo obrazložili delovanje reciklatorja, smo želeli
nazorno prikazati penjenje bitumna. Sam namen penjenja bitumna oziroma zakaj je
pomembno penjenje, je ponazorjeno na razumljiv fizikalni način. Penjenje namreč
omogoča spreminjanje viskoznosti bitumna do te mere, da je možno ob mešanju v
mešalnem bobnu oblivanje finih delcev in ne samo velikih.
Kakovost bitumna je za reciklažo izjemno pomembna, saj je njegova sposobnost
penjenja ključna za dosego želenih rezultatov recikliranja. Penjenje, ki ga povzroči
vbrizgavanje hladne vode v segret bitumen, opredelimo s pomočjo dveh
parametrov. Prvi parameter nam govori o ekspanzijskem razmerju pene, drugi pa o
razpolovni dobi pene. Pri prvem parametru je pomembno, kakšno je doseženo
ekspanzijsko razmerje med volumnom penjenega bitumna in bitumnom pred
penjenjem. Drugi parameter pa nam pove, koliko časa traja, da se vsebina pene
prepolovi.
Pred začetkom rezkanja je potrebno vozišče posuti s cementom in peskom, ki nam
povečata indirektno trdnost recikliranega sloja voziščne konstrukcije. Pesek ima v
sami reciklirani zmesi poseben pomen, saj ima funkcijo zapiranja votlin med večjimi
frakcijami.
Reciklirana zmes se po vnaprej določeni, laboratorijsko pripravljeni, recepturi
vgrajuje v voziščno konstrukcijo. Vgrajevanje poteka v širini voznega pasu.
Reciklirano zmes je potrebno kontrolirati. Odvzame se vzorce in se jih pošlje v
laboratorij za nadaljnje preiskave. Ugotavlja se doseženo kakovost reciklirane
zmesi.
Po položitvi reciklirane zmesi je potrebno takojšnje zgoščevanje le - te. Zbitost
zmesi recikliranja dosežemo s primerno dimenzioniranim valjarjem. Po doseženi
zgoščenosti nadaljujemo ravnanje na primeren vzdolžni in prečni nagib. To
naredimo s pomočjo izravnalnega pluga. Ti nagibi so pomembni s stališča
odvodnjavanja površinskih voda.
Pri samem postopku recikliranja je pomembna postavitev reciklažnega niza strojev
in naprav. Pred reciklatorjem se postavi cisterno vode in bitumna, za reciklatorjem
pa valjar in planirni plug. Gibanje obeh cistern in reciklatorja mora biti usklajeno.
Torej mora biti hitrost vožnje enaka, saj sicer pride do neenakomernega delovanja v
nizu. Delovanje oziroma koordiniranje niza mora biti ustrezno vodeno.
Za izvajanje tovrstnih del so potrebna specifična znanja. Teh se v Sloveniji ne
pridobi v procesu formalnega izobraževanja, ampak ob usposabljanju v izvajalskih
podjetjih. Znanja, ki so potrebna, terjajo od kadra visoko stopnjo motiviranosti,
predvsem pa predanosti za dosego želenih rezultatov.
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 39 od 67
V zadnjem obdobju je kar nekaj podjetij v Sloveniji osvojilo znanje in veščine za
obvladovanje tovrstne tehnologije. Izvajanje po tovrstnem postopku pomeni za
Slovenijo velik finančni prihranek, sedaj in v bodoče. Glede na to, da je v Sloveniji
potrebno precej pospešiti obnavljanje obstoječe cestne infrastrukture, se bo
podjetjem, ki so se usmerila v tehnologijo hladne reciklaže s penjenim bitumnom, to
dodobra obrestovalo.
Vsakršen poseg v voziščno konstrukcijo zahteva predhodno ustrezne preiskave
materialov odvzetih vzorcev iz plasti cestišča. Brez analize na terenu in laboratoriju
ni moč zastaviti obnovitvenega posega. Šele po natančni analizi lahko določimo
recepturo za izdelavo reciklirane zmesi, katere kakovost nam daje načrtovano
odpornost na prometne in klimatske obremenitve.
Hidrološki pogoji okolja, v katerem je umeščena voziščna konstrukcija, nam
opredeljujejo odpornost tako temeljnih tal kot nevezanih in vezanih plasti cestnega
telesa. Z vidika vpliva voda na umeščeno voziščno konstrukcijo je analiza okolja za
pristop k obnovitvi voziščne konstrukcije ključna.
Glede na to, da v Sloveniji kronično primanjkuje finančnih sredstev za obnovo,
rekonstrukcijo in novogradnjo vseh kategorij cest, je uporaba tovrstnega postopka
še kako dobrodošla. Zato je v Sloveniji v zadnjem obdobju prisoten vse večji interes
za izvajanje obnovitvenih del po postopku hladne reciklaže s penjenim bitumnom.
V drugem delu naloge smo predstavili primer obnove voziščne konstrukcije s hladno
reciklažo s penjenim bitumnom na cestni trasi R3 – 642, odsek 1360 Ig – Ljubljana
(Peruzzijeva), od km 0+850 do km 3+950. Slikovni prikaz najbolj odslikava postopek
izvedbe. Iz priloženih poročil Inštituta za gradbene materiale Igmat,d.d. je razvidna
kakovost oziroma ustreznost izvedenih del ob obnovi voziščne konstrukcije.
Na tem odseku je potrebno izpostaviti problematiko izvajanja obnovitvenih del na
voziščni konstrukciji na zahtevnem barjanskem območju. Gre za močvirnato
območje, ki je naravovarstveno zaščiteno. Krajinski park Ljubljansko barje je
deležen poostrene pozornosti naravovarstvenikov, saj je njihova skrb za ohranitev
naravnih danosti za zanamce izjemnega pomena.
Obnova voziščne konstrukcije je potekala na razdalji približno tri kilometre. Sanirana
so bila nevarna mesta. Sanacija je zahtevala vzpostavitev popolne zapore dne
25.04.2011, ob delno sproščenem prometu na dne 20.05.2011. Cestni odsek ob
delovnikih prepušča več kot 7000 vozil, zato je bila hitrost izvedbe obnovitvenih del
voziščne konstrukcije prioriteta v razpisnih pogojih. Hladna reciklaža s penjenim
bitumnom je to tudi zagotovila.
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 40 od 67
Priprava na obnovitvena dela na cestni trasi R3 – 642, odsek 1360 Ig – Ljubljana
(Peruzzijeva), od km 0+850 do km 3+950 je zahtevala najprej temeljito analizo
obstoječega stanja. Na terenu in v laboratoriju je bilo potrebno ugotoviti stanje
voziščne konstrukcije. Morebitna poškodovanost temeljnih tal, stanje posamezne ne
vezane in vezane plasti voziščne konstrukcije, prometni in klimatski ter hidrološki
pogoji so narekovali upravitelju državne ceste, da določi način obnove.
Pred izvajanjem reciklaže je izvajalec del najprej odstranil rušo v širini enega metra
od bankine vozišča na obeh straneh vozišča. Z odvzemanjem vzorcev iz
konstrukcije so v laboratoriju za preiskave ugotovili stanje plasti voziščne
konstrukcije, nato pa določili recepturo za reciklažno zmes.
V priloženih poročilih je razvidna uspešnost izvedenega postopka ob doseženih
rezultatih. Kontrola reciklirane zmesi je po položitvi le - te izjemno pomembna, kajti
analiziranje potrjuje ali pa ovrže izpolnitev priporočenih kriterijev kakovosti zmesi.
Na slikah je prikazana razporeditev reciklažnega niza; pred reciklatorjem cisterna
vode in bitumna, za njim pa valjar in planirni plug.
Reciklator v širini voznega pasu rezka in melje voziščno konstrukcijo. Le - to nato v
mešalni komori meša s penjenim bitumnom. To delovanje nadzoruje
mikroprocesorski krmilnik, ki krmili delovanje celotnega postopka rezkanja, mletja,
penjenje bitumna, mešanja ter nato polaganja v voziščno konstrukcijo.
Takoj po položitvi je bilo potrebno zgostiti reciklirano zmes na zahtevano zbitost. To
doseže ustrezno dimenzioniran valjar. Takoj za njim pa planirni plug izravna
reciklirano plast na ustrezen prečni in vzdolžni nagib.
Preko tako pripravljene reciklirane plasti voziščne konstrukcije je bila prevlečena
nosilna plast asfalta v debelini 90 mm, pripeljanega iz tovarne asfalta Podutik.
Sledilo je zgoščevanje z valjarjem do zahtevane zbitosti plasti asfalta.
Po nanosu nosilne plasti je sledil še nanos obrabno zaporne plasti asfalta v debelini
30 mm, tudi pripeljanega iz tovarne asfalta Podutik. Ta plast mora izpolnjevati
kriterije odpornosti na prometne in klimatske ter hidrološke obremenitve. Zbita
oziroma zgoščena je z ustreznim valjarjem.
Tako obnovljeno vozišče naj bi prestalo predvidene obremenitve za nadaljnjih
dvajset let brez večjih posegov v konstrukcijo vozišča. Ob tem je potrebno poudariti
potrebno kakovostno vzdrževanje odseka preko celega leta, da bi bil uporaben v
vseh vremenskih pogojih.
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 41 od 67
Celoten postopek hladne reciklaže s penjenim bitumnom ne zahteva gretja cestišča
pred rezkanjem, zato je tu občuten energijski prihranek.
Ni dragih izkopov in odvozov materiala iz obstoječe voziščne konstrukcije. Ni
potreben dovoz novega materiala za nevezane plasti voziščne konstrukcije, saj
recikliramo obstoječe vozišče in ga takoj vgrajujemo nazaj v voziščno konstrukcijo.
S tem odpade tudi dovoz materiala iz kamnolomov ali peskokopov.
Pocenitev obnovitve je očitna. Ekonomičnost tega postopka motivira investitorja za
čim pogostejšo uporabo hladne reciklaže s penjenim bitumnom.
Reciklažni niz gre samo enkrat preko občutljivih temeljnih tal, torej manj
obremenjuje temeljna tla. Iz tega sledi, da je manjša verjetnost, da bodo le - ta
poškodovana. Ta postopek je značilen enofazni proces obnovitve voziščne
konstrukcije.
Potrebno je vedeti, da je reciklirana zmes veliko bolj odporna na prometne in
klimatske ter hidrološke obremenitve, saj je vezana z bitumnom, ki daje potrebno
elastičnost in zmrzlinsko odpornosti.
V državi, kot je Slovenija, je obnavljanje cestišč precejšen finančni napor. Dežela je
pretežno hribovita z nekaj ravnine. Temperaturne razlike skozi celo leto so
precejšnje. Nič ni nenavadno, če se pozimi spusti temperatura tja do -30oC in poleti
dvigne do +40oC. Takšna temperaturna nihanja zelo slabo vplivajo na cestno
infrastrukturo. Poleg tega je Slovenija bogata z vodnimi viri. Voda, talna in
površinska, kvarno vpliva na voziščno konstrukcijo. Odvodnjavanje le - te pomeni
preprečitev nastanka kvarnih posledic na voziščni konstrukciji.
Slovenija s svojo razpršenostjo prebivalstva vzdržuje in obnavlja precejšnjo cestno
infrastrukturo. Današnje stanje nam pove, da je v Sloveniji 39.000 kilometrov vseh
cest, od tega je državnih 6000 kilometrov, DARS pa jih ima 1500 kilometrov.
Logistično gledano je to izjemno potratno za tako majhno populacijo. V bodoče bi
bilo potrebno več narediti za večjo koncentracijo prebivalstva in gospodarstva, da bi
s tem zmanjšali število kilometrov cest.
Ob izdelavi diplomske naloge moremo ugotoviti, kako pomembna je ustrezna
naravnanost razpisnih pogojev za dodelitev izvajalskih del za obnovo voziščnih
konstrukcij, saj je spodbujanje inovativnih rešitev sedaj in v bodoče izjemno
pomembno.
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 42 od 67
LITERATURA IN VIRI
KNJIGE:
Henigman, S., Bašelj, R., Britovšek, Z., Cotič, Z., Donko D., Fortuna I. idr.
(2011), Asfalt. Ljubljana: Združenje asfalterjev Slovenije. 10. Slovenski
kongres o cestah in prometu.
Kastelic, T., (1991), Tehnični normativi za projektiranje in opremo mestnih
prometnih površin. Ljubljana: Skupščina mesta Ljubljane, Mestni sekretariat
za komunalno gospodarstvo, promet in zveze.
ZBORNIKI REFERATOV:
Henigman, S. (2006), Nekatere inovativne rešitve na področju voziščnih
konstrukcij in izzivi v prihodnje. Portorož, 8. Slovenski kongres o cestah in
prometu.
Hevka, P. (2010), Obnova dotrajanih voziš - reciklaža z uporabo penjenega
bitumna. Portorož, 10. Slovenski kongres o cestah in prometu.
Cotič, Z., Čotar, M. (2006), Obnova državnih cest s ponovno uporabo
materialov iz voziščne konstrukcije. Portorož, 8. Slovenski kongres o cestah
in prometu.
Svetličič, S. (2010), Smernice za načrtovanje sanacij in obnov pri
vzdrževanju na državnih cestah – novosti. Portorož, 10. Slovenski kongres o
cestah in prometu.
Šircelj, M., Cerar J. (2006), Sanacije cest – od načrtovanja do izvedbe
reciklaže z uporabo penjenega bitumna. Portorož, 8. Slovenski kongres o
cestah in prometu.
DIPLOMSKA DELA:
Jančič, J. (2009), Analiza poteka gradbene investicije skozi posamezne faze
graditve za izbrani objekt. Diplomska naloga, Ljubljana: Univerza v Ljubljani,
Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo.
Krašovec, T. (2007), Preverjanje kakovosti voziščne konstrukcije. Diplomska
naloga, Ljubljana: Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in
geodezijo.
Jurjavčič, P. (2006), Stabiliziranje zmesi kamnitih zrn za nosilne plasti
voziščnih konstrukcij. Diplomska naloga, Ljubljana: Univerza v Ljubljani,
Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo.
INTERNI DOKUMENTI:
Profesor, Hevka P. (2012). Izročki predavanj: Logistična infrastruktura.
Ministrstvo za infrastrukturo in prostor, Direkcija Republike Slovenije za
ceste (2012) Izročki predavanj: Obnova dotrajanih vozišč – reciklaža z
uporabo penjenega bitumna, Hevka Pavle, 2012.
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 43 od 67
Ministrstvo za infrastrukturo in prostor, Direkcija Republike Slovenije za
ceste (2011), Popis del Cesta: R3 - 642 - odsek 1360 Ig - LJ(Peruzzijeva) od
km 4,820 do km 6,580, Excel datoteka: P - R3 - 642 - odsek 1360 Ig - LJ) -
km 4,820 - 6,580 - BS 12 + AC 8 + SMA 4: Hevka Pavle, (2011).
POROČILA:
Igmat, d.d., Inštitut za gradbene materiale (2011): Poročilo o kakovosti pri
izvedbi reciklaže z uporabo penjenega bitumna, DN: 390-A11, 24.05.2011.
Igmat, d.d., Inštitut za gradbene materiale (2011): Poročilo o rezultatih
preiskav asfalta (AC 22 base B50/70 A2 – nosilna plast), DN: 412-A11,
27.05.2011.
Igmat, d.d., Inštitut za gradbene materiale (2011): Poročilo o rezultatih
preiskav asfalta (SMA 8 PmB 45/80-65 A2 – obrabno zaporna plast), DN:
413-A11, 27.05.2011.
Igmat, d.d., Inštitut za gradbene materiale (2011): Zaključno poročilo o
kontroli in kakovosti reciklaže voziščne konstrukcije in o kontroli kakovosti
asfaltne utrditve, DN: 419-A11, 30.05.2011.
ZAKONI, PRAVILNIKI IN SPECIFIKACIJE:
Uradni list RS, št. 109/2010 z dne 30.12.2010; Zakon o cestah (ZCes-1),
stran 16849.
Uradni list RS, št. 91/2005 z dne 14.10.2005; Pravilnik o projektiranju cest,
stran 9303.
Uradni list RS, št. 46/2000 z dne 31.5.2005; Pravilnik o prometni signalizaciji
in prometni opremi na javnih cestah, stran 6371.
Ministrstvo za infrastrukturo in prostor, Direkcija Republike Slovenije za
ceste; Tehnična specifikacija za javne ceste TSC 06.511 : 2009 Prometne
obremenitve – določitev in razvrstitev.
Ministrstvo za infrastrukturo in prostor, Direkcija Republike Slovenije za
ceste; Tehnična specifikacija za javne ceste TSC 06.520 : 2009 Projektiranje
dimenzioniranje novih asfaltnih voziščnih konstrukcij.
Ministrstvo za infrastrukturo in prostor, Direkcija Republike Slovenije za
ceste; Tehnična specifikacija za javne ceste TSC 06.512 : 2003 Projektiranje
klimatski in hidrološki pogoji.
Ministrstvo za infrastrukturo in prostor, Direkcija Republike Slovenije za
ceste; Tehnična specifikacija za javne ceste TSC 06.300 : 2003 Geometrijski
elementi cestne osi in vozišča.
Ministrstvo za infrastrukturo in prostor, Direkcija Republike Slovenije za
ceste; Tehnična specifikacija za javne ceste TSC 06.720 : 2003 meritve in
preiskave deformacijski moduli vgrajenih materialov.
Ministrstvo za infrastrukturo in prostor, Direkcija Republike Slovenije za
ceste; Tehnična specifikacija za javne ceste TSC 06.800 : 2001 Ponovna
uporaba materialov v cestogradnji – Recikliranje.
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 44 od 67
SPLETNE STRANI:
Kastelic, K (2006). Ljubljansko barje in njegova usoda. Pridobljeno 22.3.2012
z naslova
http://www.ljubljanskobarje.si/uploads/datoteke/LB_raziskovalna_naloga.pdf.
Glasilo občine Ig, Zupančič, M. (september 2011). Mostiščar. Pridobljeno
22.3.2012 z naslova
http://www.google.si/search?q=prenova%20i%C5%BEanske%20ceste&ie=ut
f-8&oe=utf-8&aq=t&rls=org.mozilla:en-US:official&client=firefox-
a&source=hp&channel=np.
Wirtgen cold recyclers. Pridobljeno 3.5.2012 z naslova
http://www.wirtgen.de/en/produkte/kaltrecycler/Produkttabelle_Kaltrecycler.p
hp.
PRILOGE
Priloga 1: Poročilo o kakovosti penjenega bitumna ................................................ 46
Priloga 2: Poročilo o rezultatih preiskav asfalta, nosilna plast ................................. 51
Priloga 3: Poročilo o rezultatih preiskav asfalta, obrabno zaporna plast ................. 58
Priloga 4: Zaključno poročilo .................................................................................. 65
KAZALO SLIK
Slika 1: Shematski prikaz penjenja bitumna ............................................................. 9
Slika 2: Shematski prikaz predelave poškodovanega materiala – reciklaža ............ 11
Slika 3: Voziščna konstrukcija ................................................................................ 12
Slika 4: Stanje pred in po reciklaži .......................................................................... 13
Slika 5: Izvedba izkopov in analiza materialov ........................................................ 14
Slika 6: Prednostna sestava – karakteristike penjenega bitumna ........................... 15
Slika 7: Postavitev reciklažnega niza ...................................................................... 15
Slika 8: Posipanje cementa .................................................................................... 16
Slika 9: Cisterna in reciklator .................................................................................. 17
Slika 10: Odvzem vzorcev ...................................................................................... 17
Slika 11: Zgoščevanje za reciklatorjem ................................................................... 18
Slika 12: Iztrošenost voziščne konstrukcije ............................................................. 24
Slika 13: Odvzem vzorcev ...................................................................................... 25
Slika 14: Odvzem vzorcev ...................................................................................... 25
Slika 15: Odvzem vzorcev ...................................................................................... 26
Slika 16: Odstranitev travne ruše na bankini v širini 1,00 m .................................... 27
Slika 17: Odstranitev travne ruše na bankini v širini 1,00 m .................................... 27
Slika 18: Postavitev reciklažnega niza .................................................................... 28
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 45 od 67
Slika 19: Postavitev reciklažnega niza .................................................................... 28
Slika 20: Reciklator................................................................................................. 29
Slika 21: Položena reciklirana zmes ....................................................................... 29
Slika 22: Zgoščevanje reciklirane zmesi ................................................................. 30
Slika 23: Nanos nosilne asfaltne plasti ................................................................... 30
Slika 24: Nanos obrabno zaporne asfaltne plasti in zgoščevanje............................ 31
Slika 25: Zgoščevanje, valjenje .............................................................................. 31
Slika 26: Prej, potem .............................................................................................. 32
Slika 27: Prej, potem .............................................................................................. 32
Slika 28: Ureditev bankine (Ljubljansko barje) ........................................................ 33
Slika 29: Dostop do kmetijskega zemljišča ............................................................. 33
Slika 30: Meja med občinama: Ljubljana - Ig .......................................................... 34
Slika 31: Odcep Iška Loka ...................................................................................... 34
KRATICE IN AKRONIMI
TSC: Tehnični standard za javne ceste
CBR: (California Bearing Ratio) Kalifornijski indeks nosilnosti temeljnih tal
oziroma podlage
MSI: Modificiran švicarski indeks – metoda vizualne ocene stanja vozne
površine
FWD: (Falling Weight Deflectometer) Meritev podajnosti voziščne konstrukcije,
ki se jo meri z deflektometrom s padajočo utežjo
ITS: Indirektna natezna trdnost (suha in mokra vrednost)
PLDP: Povprečni letni dnevni promet
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 46 od 67
Priloga 1: Poročilo o kakovosti penjenega bitumna
(Vir: Igmat, d.d., Inštitut za gradbene materiale, Polje 351 c, SI-1260 Ljubljana –
Polje, Slovenija (DN: 390-A11 z dne: 24.05.2011))
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 47 od 67
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 48 od 67
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 49 od 67
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 50 od 67
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 51 od 67
Priloga 2: Poročilo o rezultatih preiskav asfalta, nosilna plast
(Vir: Igmat, d.d., Inštitut za gradbene materiale, Polje 351 c, SI-1260 Ljubljana –
Polje, Slovenija (DN: 412-A11 z dne: 27.05.2011))
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 52 od 67
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 53 od 67
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 54 od 67
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 55 od 67
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 56 od 67
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 57 od 67
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 58 od 67
Priloga 3: Poročilo o rezultatih preiskav asfalta, obrabno zaporna plast
(Vir: Igmat, d.d., Inštitut za gradbene materiale, Polje 351 c, SI-1260 Ljubljana –
Polje, Slovenija (DN: 413-A11 z dne: 27.05.2011))
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 59 od 67
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 60 od 67
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 61 od 67
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 62 od 67
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 63 od 67
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 64 od 67
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 65 od 67
Priloga 4: Zaključno poročilo
(Vir: Igmat, d.d., Inštitut za gradbene materiale, Polje 351 c, SI-1260 Ljubljana –
Polje, Slovenija (DN: 419-A11 z dne: 30.05.2011))
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 66 od 67
B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija
Marko Dular: Obnova in rekonstrukcija cestne infrastrukture Stran 67 od 67