Recykling nawierzchni betonowych

Inwestorzy w Polsce częściej decydują się na konstrukcje podatne z warstwą ścieralną z mieszanki mineralno-asfaltowej niż na nawierzchnie betonowe. Podyktowane jest to często mniejszą wiedzą na temat betonu cementowego oraz stosunkowo niewielką liczbą firm specjalizujących się w konstrukcjach sztywnych. Wątpliwości inwestorów budzą również kwestie związane z przyszłymi remontami takich odcinków dróg i ulic. W przypadku nawierzchni bitumicznych w kraju znanych jest i stosowanych co najmniej kilka technologii napraw wykorzystujących istniejącą konstrukcję. Tematyka recyklingu zarówno na gorąco, jak i na zimno, była już poruszana w czasopiśmie (nr 6 i 7). Znacznie uszkodzone i zużyte nawierzchnie sztywne wymagają większych nakładów finansowych na poprawę ich stanu technicznego.

Gdy nawierzchnia z betonu cementowego nie nadaje się do dalszego bezpiecznego użytkowania, zarządca ma przeważnie do wyboru trzy warianty remontu. Pierwszy z nich to tzw. technologia whitetopping, polegająca na wbudowaniu nakładki asfaltowej na stare płyty betonowe (z warstwą pośrednią opóźniającą wystąpienie spękań odbitych) – taki sposób był wykorzystywany m.in. przy budowie niektórych odcinków autostrad. Druga metoda polega na całkowitej przebudowie nawierzchni – z rozebraniem istniejących płyt, które mogą być dalej przekruszone i wykorzystane np. do budowy dróg lokalnych (przykład drogi wewnętrznej wykonanej z gruzu z płyt betonowych pokazano na fot. 1).

Znana jest również technologia remontu z wykorzystaniem starych płyt betonowych – tzw. rubblizing. Metoda ta była już stosowana w Polsce, np. podczas przebudowy drogi krajowej nr 22. W dalszej części artykułu opisano technologię recyklingu nawierzchni sztywnych bezpośrednio na drodze z całkowitym wykorzystaniem istniejącej konstrukcji.

Rubblizing

Technologia rubblizingu od dawna stosowana jest podczas napraw starych, spękanych nawierzchni z betonów cementowych. W USA tego typu remonty przeprowadzane były na stosunkowo szeroką skalę już w 1991 r. (opis remontów z analizą wyników przedstawia praca [2]). W kolejnych latach metoda opisywana była także w różnego rodzaju wytycznych i poradnikach. Wdrażana była tam również w ramach ogólnokrajowego programu SHRP (Strategic Highway Research Program).

Początkowo zniszczone nawierzchnie betonowe próbowano naprawiać poprzez wbudowywanie dywaników asfaltowych o różnych grubościach. Z czasem jednak warstwy bitumiczne zaczynały pękać na skutek przenoszenia uszkodzeń z warstw sztywnych (zjawisko spękań odbitych). Częściowo problem można zredukować poprzez stosowanie odpowiednich warstw pośrednich, jednakże tak czy inaczej z czasem górne warstwy podatne ulegną uszkodzeniu.

Naprzeciw tym problemom wychodzi technologia rubblizingu. Ogólnie mówiąc, polega ona na odpowiednim, kontrolowanym przekruszeniu istniejących płyt betonowych bezpośrednio na drodze. Pozyskany w ten sposób materiał może być z powodzeniem wykorzystany jako podbudowa pod nowe warstwy bitumiczne. Ze względu na rozdrobnienie materiału betonowego praktycznie nie występuje ryzyko zjawiska spękań odbitych, gdyż podbudowa zachowuje się podobnie jak tradycyjna podbudowa z kruszywa łamanego stabilizowanego mechanicznie. W standardowych rozwiązaniach metoda pozwala uzyskać po przekruszeniu kruszywo betonowe o uziarnieniu 10/20 mm. Co ważne, technologia pozwala na kruszenie również nawierzchni zbrojonych, co znacząco poszerza jej zakres stosowania na drogach. Tak przygotowana podbudowa może, oczywiście, stanowić także warstwę nośną dla nowych, górnych warstw z betonu cementowego (jednakże takie rozwiązanie jest rzadziej stosowane).

W porównaniu do innych metod napraw nawierzchni sztywnych opisywana technologia pozwala na stuprocentowe wykorzystanie materiału już wbudowanego w drogę, a tym samym oznacza brak kosztów zakupu i dowozu nowego, drogiego materiału kamiennego (oraz brak kosztów związanych z wywozem i zagospodarowaniem starych płyt betonowych). Dodatkowo rozwiązanie takie pozwala na ochronę środowiska, nie wymagając eksploatacji cennych złóż naturalnych. Nie należy jednakże od razu zakładać znacznie niższych kosztów takiego remontu, gdyż przy niedużym zakresie robót problemem są wysokie koszty rozpoczęcia prac (koszty sprowadzenia i pracy odpowiednich maszyn z operatorami). Istotną zaletą rubblizingu jest także bardzo szybkie tempo realizacji prac, a tym samym szybsze ponowne oddanie przebudowywanego odcinka drogi do ruchu.

Ograniczenia stosowania rubblizingu

Technologia jest bardzo skuteczna, jednakże tylko w przypadku spełnienia odpowiednich warunków istniejącej nawierzchni. Podstawowym problemem jest to, czy stara konstrukcja posiada wystarczającą nośność, pozwalającą na poprawne przejście maszyn