Prodloužení životnosti komunikací okolo poklopů a vpustí

Jedním z hledisek kvality života ve městech a obcích je kvalita dopravní infrastruktury. Úroveň města poznáme mimo jiné podle toho, zda jsou v dobrém stavu jeho komunikace. Již ve starověku, v dobách starého Říma, hodnotili Římané okolní národy podle kvality těchto staveb [1]. Dobrý vzhled komunikací, bezpečný a plynulý silniční provoz je zárukou hodnotného života ve městě. Kvalitní komunikace znamenají také úspory finančních nákladů na opravy poruch a snižují opotřebení motorových vozidel.

Mýty kolem ukládání poklopů

Kolísání teplot během relativně mírné zimy

Z obr. 2 a tab. 1 je zřejmé, že během zimy 2012/2013 došlo až  k 165 poklesům teploty pod bod mrazu na povrchu komunikace. To znamená, že dochází k extrémnímu tepelnému namáhání všech stavebních konstrukcí mrazovými cykly, které jsou vlhké, a k ještě většímu opotřebení konstrukcí, namočených v roztoku chloridu sodného. Největší změny teplot nastávají v povrchových vrstvách do 250 mm od povrchu komunikace.

Při budování komunikací je vhodné počítat s jejich co největší životností. Často se setkáváme s přístupem, že nízká životnost není na závadu a že komunikace je možné průběžně opravovat. Takový postoj ovšem nebere do úvahy ekonomický faktor. Svědčí o tom množství poklopů, které nejsou v dobrém stavu a na jejichž opravu není  zřejmě  dostatek  sil a finančních prostředků. Části komunikace s nízkou životností, jež tvoří pásy komunikace okolo poklopů, představují také hrozbu pro kvalitu konstrukce celé komunikace. Často vidíme, jak se porucha z tohoto místa šíří buď směrem cesty  odtoku  vod  v  podložních vrstvách komunikace anebo okolo obrubníku. Vlivem toho pak může vzniknout porucha nejen okolo poklopu, ale také místní porucha  v komunikaci, která se následně začíná šířit dále.

Pro rektifikaci výšky a sklonu poklopů kanalizačních šachet, uličních vpustí  a  dalších  objektů v komunikacích je vhodnější použít takový materiál, který je netuhý, chemicky a mrazově  odolnější než používané  betony,  který je zároveň  tepelným  izolantem a přispívá k eliminaci stávajících příčin poruch, jež jsou způsobeny ukládáním na betonové vyrovnávací prvky nebo zaléváním do rychletuhnoucího betonu.

Příčiny poruch komunikací okolo poklopů, vpustí a dalších objektů

Příčiny poruch komunikací okolo poklopů kanalizačních  šachet a dalších objektů jsou mimo jiné tyto:

■ Fázový přechod netuhá komunikace – tuhý prvek
Tato příčina poruch je obdobná fázovému přechodu z netuhé komunikace na tuhý povrch komunikace, viz [2], a naopak, kdy nastává vyválcování poruch před a za prvkem, následně může dojít až k vystoupení, nebo naopak poklesnutí objektu v komunikaci.

■ Ráz z dopravy působící na povrch objektu
Odezva tlumiče je při přechodu z netuhého povrchu komunikace na nepružný a nepružně uložený povrch poklopu nebo vpusti odlišná. Při pojezdu kola přes objekt může vzniknout změnou působení tlumiče na povrch objektu ráz, který se přenáší do spodní stavby a do okolních konstrukcí. Dlouhodobě působící rázy mohou vést k vývoji mikrotrhlin, které se postupně zvětšují. Ohrožena je pak nejen spodní stavba objektu, ale i komunikace okolo něj. Ráz ze silniční dopravy můžeme přirovnat k útlumu zvukové vlny po rozkmitání ladičky.
Četnost nájezdu kol na objekt má významný vliv na jeho životnost. Nevhodně umístěné objekty – poklopy a vpusti – mají sníženou životnost oproti těm, které jsou na vhodnějších místech. Nevhodné umístění zatěžuje objekty dynamickým rázem z dopravy (viz obr. 9).

■ Nízká mrazuvzdornost betonu v roztoku soli
Další příčinou poruch je omezená mrazuvzdornost betonu. Použijeme-li prvky z prostého betonu, může se stát, že se poruchy vyskytnou již po první zimě, kdy se teploty pohybují v průměru cca 0 °C. Z tohoto hlediska byly obtížné zimy v letech 2004/2005 a 2012/2013. Analýzy povrchových teplot silnic a dálnic v zimě 2012/2013 [3] ukázaly, že během tehdejší zimy na povrch silnice č. I/23 Dolní Dvorce v nadmořské výšce 516 m n. m. působilo 165 mrazových cyklů, na pěti sledovaných lokalitách to bylo 140–165 cyklů. Při počasí, kdy každou noc klesají teploty pod bod mrazu, ošetřují správci komunikací povrch proti zamrznutí nejčastěji posypem solí nebo postřikem solankou. Roztok soli pak může netěsnostmi mezi rámem a poklopem, otvory mříží nebo mikrotrhlinami zatéci dovnitř a způsobit, že beton velmi rychle ztratí své vlastnosti. To ostatně můžeme vidět u starších čistíren odpadních vod na styku betonové konstrukce s hladinou vody v nádržích, kdy může docházet k samovolnému odlupování betonu ze stěn.

■ Nedodržení technologických lhůt u betonových konstrukcí a cementových malt
Jednou z dalších příčin poruch je nedodržování předepsaných technologických přestávek při použití mokrých procesů. Setkali jsme se již s tím, že komunikace byla uvedena do provozu před finálním zatvrdnutím použitých betonů. Pokud po takové komunikaci projede těžké nákladní vozidlo, může dojít k narušení betonu bezprostředně po výstavbě nebo opravě.

■ Vliv lidského faktoru
Další příčinou poruch může být i vliv lidského faktoru. Je třeba přesně dodržovat technologické postupy u mokrých procesů.

■ Nemožnost přesného uložení objektů při použití betonových prvků
Betonové prvky používané pro ukládání objektů se vyrábějí s minimální mocností 40 mm, což je pro přesnou rektifikaci objektů nedostatečné, a tak je nutné rám objektu podmáznout vrstvou cementové malty, popř. jej zalít do rychletuhnoucího betonu. To je velmi omezeně vhodné řešení pro tuhé komunikace realizované z cementového betonu. Naopak v netuhých komunikacích dlážděných nebo z asfaltobetonu je takový postup jednou z příčin poruch těchto objektů.
Prvky kanalizačních poklopů a vpustí prezentované v tomto článku pomáhají vyloučit známé příčiny poruch objektů v komunikacích a eliminují technologické přestávky a podobné prostoje spojené s použitím mokrých procesů.

Ideální materiál pro rektifikaci objektů

Ideální je netuhý materiál, který je chemicky a mrazově odolnější než beton a tepelně izolující. Například prvky ze směsi recyklovaných termoplastů mají dvojnásobnou únosnost v tlaku oproti rychletuhnoucímu betonu. Z tohoto hlediska je takový materiál vhodný i pro použití pro vyšší třídy dopravního zatížení. Netuhý materiál dobře spolupracuje s netuhou konstrukcí vozovek a pomáhá eliminovat rázy působící z dopravy na okolní konstrukce. Materiál musí být dále nehořlavý a kompatibilní s výstavbou komunikací z horké balené směsi nebo z litého asfaltu. Materiál by měl být také mnohem odolnější proti mrazovým cyklům a chemicky odolnější než nejkvalitnější betony. Prstence jsou pak lehčí, snadněji se s nimi manipuluje a nehrozí jejich poškození, jako se to stává u subtilních betonových prvků, které se při běžné manipulaci mohou rozbít. Díky tomu, že se použije na výrobu rektifikačních prvků recyklovaný termoplast, šetří se také životní prostředí. Nižší hmotnost použitého materiálu dále přispívá k tomu, že pracovníci dosahují vyšší produktivity, nemusí vynakládat takové fyzické úsilí, případně není nutné používat malou mechanizaci  na  zdvihání a ukládání prvků.

Závěr

Pokud jsou pro systém ukládání poklopů kanalizačních šachet, uličních vpustí, poklopů armaturních a technických komor i podkladků pro vodárenské poklůpky použity netuhé plastové prvky, je okolo těchto objektů zajištěna vysoká životnost komunikací a nebude třeba objekty v komunikacích opravovat dříve, než dojde k plošné obnově komunikace. To znamená také značné úspory finančních prostředků. Při ukládání objektů na betonové prvky nebo na beton se dá předpokládat, že objekty bude třeba častěji opravovat.

Zdroje:
[1] CHLUBNÝ, J. Římské silnice [on-line]. ANTIKA.avonet.cz, © 2004 [cit. 2019-08-23]. Dostupné z: http://antika.avonet.cz/article. php?ID=1499.
[2] MALIŠ, D. Katalog poruch netuhých vozovek. Technické podmínky 82. Ministerstvo dopravy, odbor silniční infrastruktury, 89 s.
[3] MACEK, L. Příčiny poruch objektů v komunikacích – poklopů a vpustí. In: Otázky životnosti, spolehlivosti a obnovy vodohospodářské infrastruktury. Praha: CzWA, 2013.

Tabulku a další obrázky naleznete v archivu čísel (č.9/2019).