Vodopropustné dlažební prvky, jejich vlastnosti a údržba

Úvod

Hospodaření s dešťovou vodou je aktuál­ním tématem. Rostoucí podíl zastavěných ploch vede k narušení přirozeného hydrologického cyklu. Dešťová voda odchází do kanalizace a dál mimo území, což vede ke změně lokálního mikroklimatu. Vývoj propustných povrchů je jedním ze souboru opatření tzv. modrozelené architektury, která napomáhají ke snížení povrchového odtoku nepropustnými povrchy. Až dvě třetiny nepropustných ploch tvoří chodníky a plochy související s dopravními komunikacemi.

Druhy vodopropustných povrchů využívajících betonové dlažební prvky

Betonová dlažba s propustnými spárami

Existují dva způsoby řešení propustných povrchů s betonovou dlažbou.

• Betonová dlažba kladená s většími spárami zasypanými přírodním kamenivem definované frakce
Tento způsob umožňuje prosakování nebo infiltraci dešťové vody do půdy pod dlažbou, kde je voda přirozeně filtrována a jsou odstraňovány znečišťující látky. Jedná se o klasickou dvouvrstvou dlažbu různých tvarů uváděnou na trh podle EN 1338 nebo EN 1339 [1, 2]. Designu této dlažby se meze nekladou, lze využít různé va­rianty tvarů, barev i výplňového materiálu spár. Minimální šířka spáry by měla být mezi 10 až 30 mm. Podle šíře spár a použitého materiálu dosahují takto zhotovené povrchy propustnosti cca od 50 l/m²/min do 200 l/m²/min. Vypočítané hodnoty propustnosti pro šíři spár od 10 do 40 mm u jednoho typu dlažby uvádí tab. 1. Při výpočtu se vycházelo z laboratorně stanovené propustnosti dané frakce přírodního kameniva použitého pro zásyp spár. Požadovanou propustnost si může zvolit projektant podle nároků v daném území. Pro zajištění deklarované propustnosti spár dlažby je třeba eliminovat zanášení pórové struktury samotné spáry pravidelnou údržbou a doplňováním spár.

• Jednovrstvá či dvouvrstvá dlažba vyrobená z vodopropustného betonu
Druhým způsobem je využití betonové dlažby vyrobené z propustného betonu, která je kladena beze spár. Vodopropustnost zajišťuje samotná dlažba. V současné době jsou vyvinuty dlažby, které dosahují vodopropustnosti od 80 do 250 l/m²/min. Tato dlažba může být probarvená a její neobvyklý vzhled a drsnější povrch jsou předurčeny nutností zajistit vodopropustnost. V rámci projektu MPO TRIO FV40343 Konstrukční systémy zpevněných ploch a komunikací na bázi silikátů pro ekologické hospodaření se srážkovou vodou bylo provedeno provozní testování ve výrobě vibrolisovaných dlažeb a postupně byla odzkoušena škála receptur na více typech dlažebních kamenů. Pro návrh receptur byla zásadní křivka zrnitosti kameniva, resp. poměr drobného a hrubého kameniva. Tvar dlažby nemá zásadní vliv na výsledky propustnosti. V tab. 2 až 4 jsou zdokumentovány základní fyzikální a mechanické vlastnosti vyrobených vzorků betonových dlažeb. V ČR je nutné pro uvedení na trh nechat vypracovat autorizovanou osobou stavebnětechnické osvědčení podle nařízení vlády č. 163/2002 Sb., ve znění nařízení vlády č. 312/2005 Sb. a nařízení vlády č. 215/2016 Sb. (§ 8 posouzení shody výrobku výrobcem). V Německu je platná norma DIN 18507 z roku 2012 [4], která se týká betonové mezerovité dlažby určené pro vodopropustné konstrukce, která udává pro uvedení na trh systém řízení uvedený v tab. 5.

Zkoušení vodopropustnosti dlažebních prvků

V současné době v ČR neexistuje normová metoda zkoušení propustnosti vody betonovými výrobky. Ve světě se setkáváme s různými způsoby zkoušení vodopropustnosti. Německo a USA mají na zkoušení vodopropustnosti normu. Ve Finsku se využívají metody založené na amerických normách. V rámci ČR se přístupy ke zkoušení liší. Podrobné informace o jednotlivých zkušebních metodách lze najít např. v [21]. Tato kapitola si dává za cíl představit pouze jednoduchou metodiku vyvinutou na VUT FAST v Brně, jejíž výhodou je možnost využití in-situ. Postup zkoušky je následující. Připraví se vzorek vodopropustného betonu o rozměrech 200 × 200 mm a tloušťce 100 ± 20 mm nebo se použije přímo vyrobený prefabrikovaný prvek vhodného rozměru (například betonový dlažební blok). Zkušební vzorek je položen na kovový rošt a na povrch zkoušeného vzorku přiložíme zkušební zařízení, které je ve spodní části opatřeno pryžovým těsněním. Toto zařízení je znázorněno na obr. 4. Přes příložnou desku je válec zatížen, aby těsnění dokonale přilnulo ke vzorku a zamezilo se tak úniku vody. Je změřen průměr těsnění a ten pak slouží pro výpočet propustnosti. Do válce je nalito přesně 1 000 ml vody při uzavřeném kulovém ventilu. Tento ventil je poté otevřen a započne měření času potřebného ke kompletnímu průchodu tohoto množství vody zkušebním vzorkem. Naměřený čas je stanoven jako hodnota t1000, tedy čas, za který zkušebním vzorkem proteklo 1 000 ml vody. Jestliže dojde k viditelnému úniku vody přes těsnění, měření je neplatné a opakuje se po novém usazení přístroje na vzorek. Před samotnou zkouškou mohou být zkušební vzorky vysušeny do konstantní hmotnosti a je tak možné dále stanovit množství zachycené vody vzorkem v průběhu zkoušky. Tato hodnota podává obraz o retenční schopnosti daného zkušebního vzorku. Vzorky mohou být rovněž zkoušce podrobeny během jejich aktuální vlhkosti nebo při jejich plném nasycení vodou.

Kde:
Vválce 1 000 ml [l]
t1000 čas průchodu vody vzorkem [min]
∅α průměr pryžového těsnění [m²]

Výsledná hodnota je počet litrů, který je beton schopen propustit za jednu minutu plochou jednoho metru čtverečního. Vzhledem ke shodnosti jednotek lze také říci, že se jedná o množství srážek v milimetrech, které je beton schopen propustit za jednu minutu.

Údržba vodopropustné dlažby

Propustný betonový povrch slouží nejen jako povrchová vrstva v systému hospodaření s dešťovou vodou, ale také jako důležitá součást systému filtrace vody. Pod propustným betonem se nachází druhá vrstva systému, obvykle zásyp z přírodního kameniva nebo kamenivo stmelené cementem. Tato vrstva se používá pro dočasné zadržování dešťové vody. V případě deště propustný beton umožňuje infiltraci dešťové vody do spodní vrstvy. Filtruje také usazeniny a znečištění z dešťové vody z povrchu chodníku. Vzhledem k tomu, že tento propustný povrch je současně také filtrem, musí být rovněž jako každý filtr pravidelně čištěn. Čistí se vysáváním usazenin, které se v čase nahromadily. Frekvence vysávání přímo souvisí s množstvím sedimentu, které se v čase na povrchu usazuje. Tab. 6 může sloužit jako minimální doporučení pro plánovanou údržbu. Údržba propustné betonové vozovky je odpovědností vlastníka/správce nemovitosti. Měl by být vytvořen plán údržby, aby bylo zajištěno dodržování jejích správných postupů. Po prvním roce provozu by měl být plán přezkoumán a v případě potřeby revidován tak, aby odrážel skutečné výsledky tohoto prvního období. Obecně se údržba propustné betonové vozovky skládá ze sledování povrchu, zda se na něm nehromadí usazeniny, a podle potřeby je odstraňovat, aby byla zachována propustnost vozovky. Vlastníci/správci nemovitostí by měli dodržovat správné postupy úklidu, aby se zabránilo hromadění odpadu, usazenin nebo jiných nečistot na propustném povrchu. Odvodnění všech nezpevněných ploch by mělo směřovat mimo propustnou betonovou vozovku. Přilehlé oblasti, které odtékají do chodníku, by měly být osety a udržovány, aby se minimalizovalo usazování sedimentu, což může zvýšit frekvenci čištění propustného povrchu. Kromě toho se doporučuje, aby bylo vyvěšeno informační značení, které identifikuje propustnou vozovku jako součást systému hospodaření s dešťovou vodou, že je třeba věnovat zvláštní pozornost udržení jejího špičkového výkonu. Prvním krokem je vytvořit plán údržby a kontrol pro propustný betonový systém. Pro kontrolní testování propustnosti je vhodné zvolit určitá místa na ploše (označit v záznamu o zkoušení) a na těchto místech min. 1× za rok sledovat propustnost vždy stejnou metodou. Případná změna rychlosti infiltrace určí vhodnou frekvenci údržby. Existují tři úrovně údržby propustné betonové vozovky:

• Běžná údržba
Měla by zahrnovat vizuální kontrolu propustného povrchu, aby bylo zajištěno, že bude čistá, bez usazenin a že se mezi silnými dešti/bouřkami odvodní. Úklidové postupy u běžné údržby zahrnují foukání (foukačem listí nebo podobným zařízením), zametání ruční či strojní a/nebo suché vysávání. Rutinní údržba zajistí. aby se zabránilo usazování sedimentů ve struktuře propustného materiálu. Tato běžná údržba by měla být prováděna podle potřeby (alespoň jednou měsíčně), aby byla celá propustná betonová plocha čistá. Dále je vhodné pravidelně vizuálně kontrolovat vozovku během deště nebo bezprostředně po něm. Kaluže jsou znamením, že je čas vyčistit chodník. V některých oblastech může být problémem s růstem mechu. Mech lze potlačit posypáním povrchu jedlou sodou a následným suchým vysáváním během několika týdnů. Kromě toho lze růst mechu zpomalit/eliminovat aplikací vápenné vody. Vzhledem k tomu, že tato dlažba je navržena tak, aby infiltrovala vodu, musí být jakákoli povrchová úprava vyhodnocena z hlediska environmentálních dopadů na podzemní vody.

• Pravidelná údržba
V oblastech s mrazivými teplotami je dobrou praxí provádět pravidelnou údržbu těsně před zimou, aby se zajistilo, že propustné betonové dutiny jsou čisté a bez nestlačitelných materiálů, které mohou bránit odvodnění, a tak by mohly přispět k poškození mrazem a rozmrazováním. Kromě toho může být po zimě nutná pravidelná údržba, aby se odstranily případné použité protiskluzové materiály. Správné postupy čištění zahrnují tlakové mytí a/nebo vysávání prostoru buď suchým vysavačem, nebo regeneračním vysavačem. U tlakové myčky je třeba se vyhýbat extrémně vysokým tlakům, protože to může znehodnotit pojivovou cementovou pastu a zvýšit drolení materiálu.

• Hloubkové čištění
Postupem času může být nezbytné hloubkové čištění/uvolnění nánosů propustné betonové vozovky, zejména pokud není prováděna běžná a pravidelná údržba. Pokud není systém propustných betonových vozovek pravidelně čištěn, systém dutinových struktur se časem zanese nečistotami. Pokles průměrné rychlosti infiltrace o 25 % oproti počáteční hodnotě obvykle vyvolává potřebu hloubkového čištění. Zanedbané plochy, které nebyly nikdy vyčištěny a jsou zcela ucpané, by měly být obnoveny. Hloubkové čištění se nejlépe provádí současným tlakovým mytím a vysáváním. Několik výrobců zařízení vyvinulo tlakové mycí/vakuové systémy, které prokazatelně obnovují strukturu pórů propustné vozovky. Stejně jako u postupů pravidelné údržby by při tomto čištění měl být vyplněn protokol údržby a uložen u vlastníka/správce majetku. Použití chemikálií k čištění propustného betonu by mělo být prováděno s extrémní opatrností, aby nedošlo k poškození propustné vrstvy, biologických organismů v propustném systému nebo samotné propustné betonové vozovky.

Zimní údržba
Zimní údržba je kritickým aspektem údržby propustného betonového povrchu. Nesprávná zimní údržba totiž způsobuje poruchy povrchů propustných betonových chodníků/vozovek. Odolnost propustného betonu proti mrazu a tání závisí na jeho úrovni nasycení v době mrazu. Pokud jsou velké dutiny nasyceny, může úplné zmrznutí způsobit u propustné betonové vozovky vážné poškození. Pozorování v terénu ukázala, že díky svým rychlým odvodňovacím vlastnostem bude propustná betonová vozovka, která je řádně udržována, jen zřídka plně nasycena. Problémy zimní údržby ovlivňují propustný beton stejně jako standardní beton. Je třeba dodržovat následující doporučení:

• Rozmrazovací látky by se nikdy neměly použí­vat na propustných betonových vozovkách.
• Pokud jsou tyto produkty použity na přilehlých vozovkách, je třeba dbát na to, aby se zabránilo pronikání přitékající vody z těchto povrchů do propustného betonu.
• Jako protiskluzový materiál lze použít hrubý písek (minimálně frakce 1-8) nebo drobné drcené kamenivo (frakce 1-4) s tím, že vysávání bude provedeno po zimní sezoně. Písky s vyšším podílem jemných frakcí (štukové písky) není vhodné používat.
• Odstraňovat sníh strojně s pluhy, ale pluh by měl být opatřen polyuretanovou řeznou hranou. Lepší alternativou může být použití sněhových fréz, pokud jsou k dispozici.
• Sníh by se neměl odklízet čelními nakladači či smykovými nakladači buď nabíráním, nebo tažením dozadu. Takové odhrnování sněhu může způsobit rýhy na betonovém povrchu, přestože jsou tyto pruhy pouze estetické.
• Propustný beton by nikdy neměl být použí­ván jako skladiště pro hromadění sněhu z jiných oblastí, pokud nebyl speciálně navržen jako sněhová přikrývka, se zvláštním zřetelem k odolnosti vůči rozmrazovacím chemikáliím, problémům s kvalitou vody a další údržbu. Sníh jiných povrchů může být plný nečistot, které ucpou dutiny propustného materiálu. Kromě toho bude sníh s největší pravděpodobností obsahovat velmi vysoký obsah rozmrazovacích látek.

Závěr

Vodopropustná dlažba je doporučována jako adekvátní náhrada nepropustných povrchů chodníků, příjezdových cest, parkovacích ploch, cyklostezek, teras apod. Výhodou vodopropustných dlažeb je nejen zadržování vody v dané lokalitě, doplnění podzemních vod, zlepšení mikroklimatu (vyšší vlhkost a nižší teploty v letním období), ale také například snížení nákladů na retenční nádrže či omezení zálivky okolní zeleně. Využití propustné dlažby na jílových nepropustných zeminách samozřejmě snižuje účinnost této dlažby. V případě využití dlažby v rámci celého systému vodopropustných konstrukcí (nejjednodušší konstrukcí je spodní vrstva ze štěrkodrti) lze vodu pod celou plochou retenovat a například dále akumulovat, a tedy využívat v dané oblasti. Na VUT FAST v Brně byly vyvinuty receptury hydraulicky stmelených podkladních vrstev (KSC), které splňují všechny mechanické a trvanlivostní parametry a přitom mají vysokou vodopropustnost až 120 l/m²/min. Bylo by vhodné sjednotit metodiku zkoušení vodopropustných dlažeb a také legislativní podmínky pro uvedení výrobku na trh. Pro zajištění dlouhodobé deklarované propustnosti dlažby je třeba eliminovat zanášení pórové struktury čištěním dlažebního prvku. Nečistoty (pouliční smetí, listí apod.) se musí odstraňovat. Je vhodné v pravidelných intervalech provádět čištění dlažby stroji k tomuto účelu určenými, případně je vhodné dlažbu čistit tlakovou vodou.

Tento příspěvek vznikl v rámci řešení programu MPO TRIO FV40343 Konstrukční systémy zpevněných ploch a komunikací na bázi silikátů pro ekologické hospodaření se srážkovou vodou. 

Tab. 1 Porovnání propustnosti povrchu betonové dlažby o rozměrech 200 × 100 mm