Lapszámok

A jövőben építendő betonburkolatokra nézve hasznos információkkal szolgál az M0 autópálya 2+740-69+800 km-szelvények (M1-M3 autópálya) között 2005-től 2014-ig megépült betonburkolatainak a keverékek összetétele alapján történő összehasonlítása.

A különböző hosszúságú építési szakaszok megvalósításában a mintegy 10 év alatt számos kivitelező cég vett részt, amelyek hozták a saját, kizárólag külföldi alapanyagokkal gyártott útbeton-keverékek gyártásával, beépítésével szerzett tapasztalataikat. Mind a kivitelezők, mind a megrendelő és a mérnök számára nehézségeket okozott ezek átültetése a hazai szerződéses feltételek, alapanyag-adottságok közé A kivitelezők ajánlataikban figyelembe vették saját hazai alapanyagbázisaikat, és erre építve próbáltak olyan keverékeket tervezni, gyártani és beépíteni, amelyek minden szempontból kielégítették a szerződéses feltételeket. Nemcsak a gépi és kézi beépítési technológiákhoz kellett a különböző összetételű betonok receptúráját megtervezni, keverésüket, beépítésüket kipróbálni, hanem figyelembe kellett venni, hogy a kezdeti egyféle keverék két rétegben, friss a frissre történő beépítési technológiát később felváltotta az ugyancsak kétrétegű, de kétféle betonösszetétellel épített, mosott felületképzésű betonburkolat. A technológia fejlődése az alkalmazott felületérdesítési módszerek változásán is lemérhető.

A mosott felületképzési technológia ma a legkorszerűbb, ugyanakkor nagy technológiai fegyelmet követelő, igényes betonburkolat-építési eljárásmódnak tekinthető. Ebből a szempontból az M0 autópálya betonburkolatának építése jól tükrözi e burkolatfajta építési technológiájának magyarországi fejlődését.

AZ EGYES ÉPÍTÉSI SZAKASZOK KEVERÉKEI

Az M0 autópályán az M5 autópálya és a 4. sz. főút közötti szakasz épült meg először az akkor érvényben lévő jelölés szerinti CP 4/3 jelű betonburkolattal 26 cm vastagságban, csúszózsalus finiserrel. A projekt ütemterve alapján a főpályára kétféle keverékterv készült, egy ún. „nyári” és egy „téli” keverék. A téli és a nyári keverék csak a cement típusában és az adagolt adalékszerek mennyiségében különbözött egymástól, minden más tekintetben azonosak voltak. A nyári időszakra a DDC váci gyárának kisebb hőfejlődésű, alacsonyabb szilárdságú, CEM II/B-S 32,5R cementjével tervezték meg a keveréket, míg az őszi-tavaszi idő- szakra a CEM II/A-S 42,5N cementtel. Az építés során azonban kiderült, hogy nem volt érzékelhető számottevő, kimutatható különbség, nem járt többletelőnnyel vagy hátránnyal egyik vagy másik alkalmazása. Az őszi és a tavaszi hónapokban a keverékben a légbuborékképző mennyiségét, míg a nyári hónapokban a folyósító adagolási mennyiségét kellett megnövelni a bedolgozhatóság és a megfelelő felületképzés érdekében. A dunakeszi 0/4-es homok, a kővázat 100%-ban D_max=35 mm-rel komlói UKZ andezit képezte. 380 kg/m³ cementadagoláshoz a 144 kg/m³ hatékony vízmennyiség 0,38-as v/c-tényezőt eredményezett.

Az M0 - M6 autópályák csomópontjának térségében kész a burkolat

Ettől a keverékösszetételtől némileg eltérő összeállítást kívánt a kézi bedolgozás. A könnyebb bedolgozhatóság és a szegregáció elkerülése érdekében kikerült a keverékből az UKZ 20/35-ös frakció. Megnőtt a 0/4-es homok, az UKZ 5/12-es és az UKZ 12/20-as aránya, csökkent viszont az UKZ 2/5-ös mennyisége. Közel 3-szorosára nőtt a folyósító adagolt mennyisége a légbuborékképző változatlanul hagyása mellett. Ez a változás a testsűrűség kismértékű emelkedésével járt.

További szakmai kihívást jelentett a betonburkolat hidakon való megépítése, mivel a betonnak szivattyúzhatónak kellett lennie. Ez a 0/4-es frakció további emelését, az UKZ 2/5-ös és 12/20-as frakciók drasztikus csökkentését vonta maga után. A légbuborékképző mennyiségének változatlanul hagyása mellett vissza lehetett venni a kézi bedolgozáshoz tervezett keverék folyósítójának adagolt mennyiségéből.

A 4-31. és 31-3. sz. főutak közötti szakaszok 2007-ben elfogadott új jelölés szerinti CP 4/2,7 keveréktervei több tekintetben eltérnek az előző szakasz főpályáján alkalmazott keveréktervtől. Itt csak a CEM II/A-S 42,5N típusú cementtel tervezték meg a keveréket, változatlanul 380 kg/m³ adagolással. A 0/4-es homok Dunavarsányból származott, míg a 4 frakcióból álló kővázat uzsai bazalt alkotta. Az adalékszerek közül a folyósítót más típusúra cserélték. A 0,42-es v/c-tényezőhöz 160 l/m³ hatékony víztartalom tartozott. Az adagolt vízmennyiség természetesen a homokfrakció mindenkori víztartalmának figyelembevételével módosult. Az egyes frakciók adagolt mennyiségei az előzőekben ismertetett keverékösszetételtől néhány 10 kg/m³ -rel tértek el, a 0/4-es frakció adagolt mennyisé- ge és a Dmax=32 mm pedig ugyanaz maradt. A keverékeket minden esetben péptelített keverékként tervezték meg. A friss beton testsűrűségében megmutatkozott a bazalt tömöttebb szövetszerkezete miatti magasabb testsűrűség.

Az M6 autópálya M0 csomópontjának térségében a 9+400-12+100 km-szelvények között a 4-31. és 31-3.sz. főutak közötti keverékkel épült át a pálya azzal a különbséggel, hogy a Dmax=22 mm-re változott.

A 3. sz. főút-M3 autópálya közötti szakasz keverékét 380 kg/m3 CEM II/B-S 32,5R típusú cementadagolással, 0,4-es v/c-tényezővel tervezték. A homok ócsai 0/4-es, a KZ 2/4, NZ 4/11, NZ 11/22 és NZ 22/32 frakciók pedig nógrádkövesdi andezit volt. Adalékszerekként itt is az MC Bauchemie légbuborékképzőjét és folyósítóját alkalmazták.

A keleti szektor befejezését követte 2010- től a déli szektorban az M7-M6 autópálya közötti szakasz bal pályáján a betonburkolat építése (a jobb pályát aszfalttal újították fel). A déli szektorban jelentős technológiai váltás történt, amikor is először épült Magyarországon kétrétegű, mosott felületképzésű betonburkolat. A déli szektor M1-M7 ap. bal pálya, M6-51. sz. főút jobb pálya, 51. sz. főút-M5 ap. jobb és bal pálya közötti szakaszai is ezzel az építési technológiával valósultak meg.

A mosott felületképzésű betonburkolatot 21 cm vastagságú alsó betonréteg és 5 cm vastagságú kopóbeton alkotja, melyek friss a frissre csúszózsalus technológiával építhetők. A kétféle betonkeverék mind keverőtelep, mind gyártás, szállítás és beépítés szempontjából a kapacitások nagyon fegyelmezett, szoros összehangolását követelte meg. Pontos technológiai tervezésre, megfelelő keverők kiválasztására volt szükség a legnagyobb, 2×3 sávos beépítési szélességhez, amihez a szállítási kapacitásokat is alaposan meg kellett tervezni annak érdekében, hogy mindig időben ott legyen a kétféle keverékből a szükséges mennyiség, és ne kelljen indokolatlanul várakozni akár ürítésre, akár valamelyik keverékre. Ez a felületképzési technológia a friss beton egyenletes konzisztenciáját követeli meg. A felső kopóbeton keverékének konzisztencia-változásai különösen a felület egyenletességében, inhomogenitásában öltenek testet. A főpálya mellett viszont külön technológiai fázisban, a felső kopóbeton keverékével, 26 cm vastagságban készültek el a gyorsító/lassító sávok, a gyűjtőelosztó pályák, a leállósávok. Kézi bedolgozáshoz szintén csak a felső betonréteg keverékét használták fel.

Az M7-M6 autópálya közötti bal pályán az alsó rétegben alkalmazott CP 4/2,7 keverék összetételét D_max=22 mm-rel és CEM II/B-S 42,5N cementtel tervezték. A 0/4-es homok a Busped bányából származott, a kővázat 100%-ban nógrádkövesdi andezit alkotta (KZ 2/4, KZ 4/11 és NZ 11/22). Váltás történt az adalékszerek terén, mivel a burkolatépítő német Heilith-Wörner GmbH korábbi építési tapasztalatai alapján a Sika LPS-A Neu légbuborékképzőt és a Sika FM 31 folyósítót részesítette előnyben. 

A mosott felületképzésű betonburkolat készítésének kiseprése

A felső, 5 cm vastag CP 4,5/3,5 jelű kopóbeton keverékének összetétele számos ponton különbözött az alsó betonréteg keverékének összetételétől. Ahhoz, hogy a felső 1-1,5 mm vastag habarcs kiseprése után zúzalékdús, mozaikos, makro- és mikroérdes felület jöjjön létre, kb. 70-80%-ban kellett az előírt D_max=11 mm-es frakciót a keverékbe betervezni. Ezen a projekten a megrendelő által előírt D_max=11 mm-nek úgy tettünk eleget, hogy 1:2 arányban terveztük a KZ 8/11-et és a KZ 4/8-at. Külföldi tapasztalatok és mérések igazolják, hogy a felületi homogenitás és a pl. Ausztriában minősítő zajemisszió a Dmax=8 mm esetén a legalacsonyabb. Az alapanyagok származási helyei azonosak voltak az alsó betonréteg alapanyagainak származási helyével, azzal az eltéréssel, hogy 0/4 helyett 0/2-es homokkal terveztük a keveréket. A kivitelezés során bebizonyosodott, hogy a felesleges habarcsképződés szempontjából előnyösebb a szűkebb frakciójú és kevesebb homok. Ha viszont a túlzott habarcsképződés miatt nem távolítják el időben a felesleget a vibrátortérben, túl vastag habarcsfilm képződik a felületen, ami megnehezíti a kiseprést és rontja a zúzalékdús, mozaikos felület előállításának esélyeit. Ezért sem mindegy a homokfrakció finomrész tartalmának aránya. Célszerű mindenképpen 20% alá leszorítani, ezért 2-3-szor átrostálni a gyártás során. A CEM II/B-S 42,5N cementből 420 kg/m³ -re volt szükség az előírt szilárdsági paraméterek teljesítéséhez.

Az M6-51. sz. főút közötti szakaszt két kivitelező építette meg, ennek megfelelően kétféle keverékösszetétellel. Az M6-M0 autópálya-csomóponttól, kb. a 10+400 km-szelvénytől a 17+300 km-szelvényig ugyanazokkal az alapanyagokkal, lényegében ugyanazokkal a keverékösszetételekkel valósult meg a betonburkolat, mint az ezt megelőző szakaszon. Csupán a felső kopóbeton keverékösszetételében történt minimális, az egyes frakciók között néhány kg/m³ nagyságú változtatás.

A 17+300 km-től az 51. sz. főút, valamint az 51. sz. főút és az M5 ap. közötti szakaszok keverékei teljesen más alapanyagok felhasználásával készültek. A CP 4/2,7 jelű alsó betonkeverék 0/4-es homokja és a OK 4/8-as kavicsa az ócsai bányából származott, az NZ 11/22 és NZ 22/32 pedig a nagydaróci bazalt volt. A CP 4/2,7 jelű beton ásványi vázának összetételében az egyes komponensek arányait tekintve is jelentős eltérések figyelhetők meg a megelőző szakasz ugyanilyen típusú keveréke ásványi vázának összetételéhez viszonyítva. A korábbiaktól eltérően az előírt szilárdsági paraméterek teljesítéséhez a CEM II/A-S 42,5N típusú turňai (Szlovákia) cementből 350 kg/m3 is elegendőnek bizonyult 0,43-as v/c-tényezővel. Az alkalmazott adalékszerek közül légbuborékképzőként ugyanannak a gyártónak egy új terméke került betervezésre. A CP 4,5/3,5 jelű felső kopóbeton keverékét a CP 4/2,7 jelű keverék alapanyagaival tervezték. A cementadagolása 20 kg/m³ -rel kisebb volt, mint a megelőző szakaszon (400 kg/m³ ). A 0/2-es homok és a KZ 4/8 illetve a KZ 8/11 adagolásában néhány 10 kg/m³ nagyságú eltérés mutatható ki a megelőző szakasz ásványi vázához képest. A homok mintegy 30 kg/m³ -rel lett kevesebb, a 4/8-as és 8/11-es frakciók aránya viszont megnőtt.

Kétrétegű betonburkolat építése csúszózsalus finiserrel

Utolsóként az M1-M7 autópálya bal pályája épült meg szintén kétrétegű mosott felületképzésű betonburkolatként. Az alsó betonréteg keverékösszetételében az 51. sz. főút-M5 autópálya közötti szakasz összetételéhez képest a cementet CEM II/B-S 42,5N-re cserélték, az adalékanyagot pedig husinái bazaltra (Szlovákia). A cement adagolását 10 kg/m³ -rel megemelték, az adalékanyag frakciók adagolá- sában pedig jelentős átrendeződés figyelhető meg. Ugyanis míg a 0/4-es homok (Lasselsberger) és az OK 4/8-as frakciók adagolásában csak néhány 10 kg/m³ -es eltérés figyelhető meg, addig az NZ 11/22- es frakció mennyisége jelentősen megnőtt, az NZ 22/32 adagolása pedig lecsökkent. A kopóbeton cementje azonos volt az alsó betonréteg keverékénél alkalmazottal, de 10 kg/m³ -rel megnőtt az adagolás. A 0/2-es homok adagolása kb. 30 kg/m³ -rel volt magasabb a 8/11-es frakció terhére, ugyanakkor a KZ 4/8-as mennyisége nem változott.

ÖSSZEGZÉS

Áttekintve az alkalmazott receptúrákat és az azokban az egyes építési szakaszok során elvégzett módosításokat, megállapítható, hogy az alapanyagok származási helyeit, fajtáit tekintve rendkívül változatos a kép. Amíg a cement két gyártótól származott, addig az adalékanyagok leginkább a kivitelezést végző cégek érdekeltségébe tartozó bányákból kerültek ki (Komló, Uzsa, Nógrádkövesd, Husiná, Nagydaróc, Lasselsberger, Ócsa, Dunakeszi, Bugyi). Az andeziteket a bekeverést megelőzően a nagyobb vízfelvétel miatt a gyártás közbeni konzisztencia-ingadozás kockázatának csökkentése érdekében alaposabban be kellett locsolni, mint a bazaltokat. A Dmax 32 mm-ről 22 mm-re történő csökkentése nemcsak a keverék osztályozódásra való hajlamát csökkentette, hanem a bedolgozást is megkönnyítette és jobb szilárdsági eredményeket lehetett elérni. A légbuborékképző és folyósító vonatkozásában a Sika FM 31 és az LPS különböző típusai egyaránt beváltak, biztosítani lehetett velük a beépítési technológiától függő konzisztenciát, valamint a Dmax függvényében megengedett maximális légtartalom szem előtt tartásával az átlagban 4-5% körüli frissbeton légtartalmakat. A keverékek tervezésében az egyes szakaszok építése során szerzett tapasztalatokat felhasználva a keverékek folyamatos finomítása figyelhető meg, melynek eredményeként az M1-M7 autópálya közötti bal pálya betonburkolata a legegységesebb, leghomogénebb, mozaikos felületű.