Beton wałowany w drogownictwie

Frakcje pylaste, które nie są pożądane w betonie konwencjonalnym, w betonie wałowanym odpowiadają za stabilność mieszanki podczas zagęszczania, dlatego możliwe jest stosowanie kruszyw niepłukanych. RCC zawiera mniejszą ilość cementu i ma niższą zawartość wody, przez co uzyskuje się wilgotność optymalną, dzięki czemu mieszanka łatwiej poddaje się zagęszczeniu. Beton wałowany nie wymaga zbrojenia, ściągów i dybli. Właściwości utwardzonego, w pełni zagęszczonego betonu RCC są zbliżone do właściwości betonu układanego konwencjonalnie. RCC można wykorzystywać tam, gdzie beton może być transportowany, układany i zagęszczany przy użyciu sprzętu do budowy ziemi i nasypów lub w przypadku nawierzchni – zmodyfikowanego sprzętu do układania asfaltu. Najlepsze realizacje z wykorzystaniem betonu zagęszczanego walcem będą obejmowały duże obszary betonowania z niewielkimi ograniczeniami dotyczących wałowania.

Fot. 1. Realizacja budowy drogi z betonu wałowanego wykonana przez firmę TANDEM Sp. z o.o. w strefie inwestycyjnej przy ulicy Asnyka w Żaganiu

Zastosowanie RCC jest często brane pod uwagę, gdy jest ekonomicznie konkurencyjne w stosunku do innych metod budowlanych. Koszt metra sześciennego betonu wałowanego jest zdecydowanie niższy niż betonu konwencjonalnego. Oszczędności mają związek przede wszystkim z użyciem mniejszej ilości cementu, z kosztami formowania, układania, zagęszczania. Beton wałowany zwykle nie wymaga form i wykończenia, przez co również skraca się czas budowy.

Beton zagęszczany walcami znalazł dwa główne zastosowania w budownictwie zapór wodnych i nawierzchni o wymaganej dużej wytrzymałości. Zastosowanie RCC znacznie wzrosło w ciągu ostatnich kilku dekad, zwłaszcza w przypadku zastosowań nawierzchniowych, ze względu na niższy koszt budowy w porównaniu do asfaltu, szybkość ukończenia budowy i szybką możliwość eksploatacji tuż po ułożeniu.

Betony wałowane są przeznaczone w większości na nawierzchnie o stosunkowo dużych obciążeniach i niskich prędkościach osiąganych przez poruszające się po nich pojazdy, takich jak np. place manewrowe pod czołgi, place intermodalne, składy towarowe i inne zastosowania specjalne. Jednak w ciągu ostatnich dziesięciu lat RCC okazał się również opłacalną alternatywą dla wielu konwencjonalnych nawierzchni, w tym dla obiektów magazynowych, przemysłowych dróg dojazdowych, dużych komercyjnych parkingów, wymiany skrzyżowań i dróg lokalnych.

Podstawowymi zaletami zastosowania betonu wałowanego, oprócz braku konieczności stosowania szalunków i zbrojenia, jest szybkie tempo przyrostu wytrzymałości wczesnej, jak również odporność na wysokie obciążenia, a co za tym idzie – odporność na koleinowanie, a dalej przedłużona żywotność.

Zaletą wykorzystania RCC w porównaniu z zastosowaniem betonu konwencjonalnego jest szybkość budowy i oszczędność kosztów. Wysokie tempo produkcji sprawia, że budowa zapory w ciągu jednego sezonu jest łatwo osiągalna nawet w przypadku dużych konstrukcji – czas budowy dużych projektów można skrócić o rok, nawet do dwóch lat.

Zastosowanie RCC w nawierzchniach miało swoje źródło w zastosowaniu cementu gruntowego i materiału bazowego poddanego obróbce cementem. Mimo tego, że sprzęt do dozowania, mieszania i transportu betonu wałowanego jest podobny do sprzętu do stabilizacji, to ma wytrzymałość konwencjonalnego betonu. Beton wałowany ma znacznie więcej materiału cementującego niż podbudowa i różni się od większości cementów gruntowych tym, że zawiera dobrze wysortowane grube i drobne kruszywo.

Według biura Korpusu Inżynierów Stanów Zjednoczonych (USACE) w Seattle nawierzchnia RCC została użyta po raz pierwszy w Ameryce Północnej na pasie startowym w Yakima (stan Waszyngton) w 1942 r. W 1975 r. USACE ułożyło pierwszą znaną nawierzchnię testową RCC w Stanach Zjednoczonych w Vicksburg, w Mississipi. Była to droga serwisowa o wymiarach 4 m x 80 m. W Kanadzie nawierzchni RCC użyto po raz pierwszy w 1976 r. w Caycuse. Było to składowisko kłód w Kolumbii Brytyjskiej. Realizacja obejmowała 16 350 m2 nawierzchni RCC ułożonej na podłożu tz tłucznia skalnego. Wielkość placu podwojono w 1979 r. dzięki drugiej aplikacji RCC. Jeśli chodzi o pierwszą realizację z betonu wałowanego w Polsce, była to nawierzchnia ul. Fabrycznej w Miastku w województwie pomorskim w 2010 r. Objęła ona 400 m drogi.

W 2019 nasza firma, TANDEM Sp. z o.o., wykonała 11 500 m2 nawierzchni w technologii betonu wałowanego klasy C30/37 w strefie inwestycyjnej przy ulicy Asnyka w Żaganiu. Obecnie nasza firma realizuje kolejną budowę z wykorzystaniem nawierzchni z betonu RCC. Rozpoczęliśmy budowę ścieżki rowerowej w gminie Szprotawa, która w całości będzie wykonana z betonu wałowanego. Odcinek ścieżki ma mieć długość ponad 14 km i szerokość 2,5 m. Budowa ma zakończyć się jeszcze w tym roku.

inż. Wioletta Kociemba
Asystent Projektanta i Laborant

inż. Krzysztof Borowiecki
Asystent projektanta
pracownicy firmy TANDEM Sp. z o.o.

Opracowano na postawie:

1. Pittman D.W., Ragan S.A., Drying Shrinkage of Roller-Compacted Concrete for Pavement Applications, „ACI Materials Journal”, Vicksubrg, 95-M3, 1998.

2. Adaska W.S., Roller-Compacted Concrete (RCC), „ASTM International” Significance of Tests and Properties of Concrete & Concrete- Making Materials, „West Conshohocken”, PA, STP 169D, 2006, 592–601.

3. U.S. Department of the Army, Corps of Engineers, Roller Compacted Concrete, „Engineer Manual” 1110(2), 2006, Washington DC.

4. American Concrete Institute, Roller Compacted Mass Concrete, ACI 207.5R-99, „Manual of Concrete Practice” Part 1, Farmington Hills, MI, 1999.

5. https://inzynierbudownictwa.pl/beton-walowany-idea-i-zastosowanie/