Koszt budowy drogi asfaltowej – rozwiązania katalogowe a nawierzchnia z pianobetonem
Szkicowe porównanie kosztów budowy dróg asfaltowych z wykorzystaniem rozwiązań katalogowych i niestandardowych przedstawiamy na dwóch przykładach.
Przykład 1
Inwestycja w budowę w 2,2-kilometrowego odcinka drogi lokalnej w klasie KR2 z Kwilcza do Starej Dąbrowy w woj. wlkp. zakładała w 2022 roku dofinansowanie rządowe w kwocie 2,3 mln zł. Wycena inwestycji w technologii tradycyjnej opiewała na koszt 3,5-4 mln zł brutto. Oferta firmy WAJM – bazująca na technologii półpodatnej z podbudową z pianobetonu – pozwalała inwestorowi zamknąć się w kwocie 2,6 mln złotych brutto. Wykorzystano 2800 m³ pianobetonu PB1200 o grubości min. 15 cm oraz MMA o grubości 4 cm (z betonu asfaltowego zawierającego klasyczny asfalt drogowy bez polimerów).
Fot. Wajm
Przykład 2 (za artykułem „Pianobeton – sposób na tańsze drogi – porównanie ekonomiczne”)*
W przypadku drogi wewnętrznej o szerokości 5,5 m i długości 750 m w miejscowości Szczytniki w woj. wlkp. w klasie ruchu KR2 i nośności podłoża gruntowego G1 koszt zmniejszył się o 110 tys. zł na 1 km drogi w stosunku do klasycznych rozwiązań katalogowych (łączny koszt budowy drogi asfaltowej dla wszystkich etapów na I kw 2022 r.: klasyczna konstrukcja katalogowa 1 146 628,82 zł; konstrukcja półpodatna z podbudową z pianobetonu 1 061 627,65 zł). W przypadku nawierzchni półpodatnej o mniejszej grubości niż standardowa oszczędzono na robotach ziemnych oraz etapie układania nawierzchni (brak warstwy wiążącej). Na analizowanym odcinku koszt wykonania samej podbudowy był niższy w wariancie tradycyjnym. Jak jednak zauważają badacze Politechniki Poznańskiej i WZDW w Poznaniu w przypadku trudniejszych gruntów z grupy G4 wykorzystanie pianobetonu wygeneruje tu oszczędności rzędu kilkudziesięciu procent z uwagi na brak konieczności wzmacniania gruntu, a co za tym idzie odciążenie go przez pianobeton.
Koszt budowy drogi asfaltowej – jak go obniżyć z pianobetonem?
Wykorzystanie pianobetonu w drogownictwie nie jest nowinką techniczną. Innowacją, której skuteczność potwierdzają testy i badania, jest konstrukcja nawierzchni półpodatnej, w której występują tylko dwie warstwy – podbudowa z pianobetonu oraz warstwa ścieralna z MMA, którą można wykonać w technologii powierzchniowego utrwalenia. Minimalna grubość pianobetonu do budowy dróg to 15 cm. W przypadku gruntów G1 używa się najczęściej pianobetonu PB 1000 (gęstość objętościowa 1000 kg/m3 ± 10%) o grubości 15 cm ÷ 20 cm i 4-5-centymetrową warstwę MMA. Gdy nośność podłoża należy do grupy G2-G4 lub planowane jest zwiększenie w przyszłości natężenia ruchu, wykonuje się dodatkowo warstwę wzmacniającą z pianobetonu PB 600 (gęstość objętościowa 600 kg/m3 ± 10%) o grubości do 30 cm.
Zalety pianobetonu wpływające na niższy koszt budowy drogi asfaltowej
- Lekki materiał o niedużej wartości gęstości objętościowej, co sprawia, że nie obciąża gruntu, a wręcz mówi się w jego przypadku o odciążeniu podłoża gruntowego nawierzchni.
- Odporny na przemarzanie i na działanie wody, dzięki czemu nawierzchnia jest mniej wrażliwa na podmywanie, pękanie czy zrywanie fragmentów pod wpływem intensywnego działania czynników atmosferycznych.
- Termoizolacyjność sprawia także, że pianobeton zapobiega przemarzaniu podbudowy drogi, a jednocześnie wolno się nagrzewa i wychładza, w związku z czym jest trwały i odporny na koleinowanie.
- Szczelność dzięki mechanicznie wprowadzanej pianie, powodującej zamknięcie pęcherzyków powietrza w powstającej masie.
- Użycie pianobetonu znacznie przyspiesza czas realizacji inwestycji – płynny materiał szybko wypełnia wszelkie szczeliny i nierówności, nie ma więc konieczności użycia ciężkiego sprzętu zagęszczającego i wyrównującego.
- Aplikacja na placu budowy w sposób ciągły przez specjalną pompę chroniącą strukturę piany.
- Sztywna, jednolita nawierzchnia, która mimo obecności cementu nie wymaga dylatacji, warstwy poślizgowej i nie jest podatna na spękania.
Wszystkie powyższe charakterystyki sprawiają, że wykorzystanie nawierzchni półpodatnej z pianobetonem zmienia znacząco koszt budowy drogi asfaltowej. Sprawdźmy najnowsze badania.
Odcinek testowy na drodze lokalnej – badanie w 2023 roku
Firma WAJM przeprowadza liczne testy zastosowania pianobetonu jako podbudowy dróg utwardzanych. Poniżej przybliżamy konkluzje jednego z najnowszych badań wykonanych przez naukowców z Politechniki Poznańskiej. Szczegółowe omówienie próby wraz z wynikami obliczeń i pomiarów opracowali dr inż. Marcin Bilski, dr inż. Andrzej Pożarycki, dr inż. Przemysław Górnaś w artykule „Sposób na tanie drogi lokalne – pianobeton i powierzchniowe utrwalenie”.*
Budowa drogi – pianobeton + MMA w technologii powierzchniowego utrwalenia
Po ocenie nośności podłoża omawiany odcinek drogi osiedlowej w jednej z gmin na terenie województwa wielkopolskiego wykonano z jednej warstwy Pianobetonu PB 1000 o grubości 20 cm. Po 7 dniach od wylania pianobetonu wykonano mikrofrezowanie górnej części warstwy w celu uzyskania większej chropowatości nawierzchni. Na podbudowę z pianobetonu nałożono warstwę podwójnego powierzchniowego utrwalenia poprzez dwukrotne spryskanie emulsją asfaltową oraz zawałowanie kruszywa. Jak widać po zastosowanych materiałach, koszt budowy drogi asfaltowej tego typu jest niższy niż przy zastosowaniu materiałów katalogowych. W kolejnym etapie poddano odcinek testom nośności.
Przygotowanie podłoża pod podbudowę z pianobetonu oraz wykonywanie powierzchniowego utrwalenia. Fot. Zobacz Źródło 2.
Badanie
Badania miało sprawdzić, czy wybudowana nawierzchnia osiągnie wymaganą dla dróg lokalnych nośność odpowiadającą kategorii ruchu KR1. W tym celu 7 dni po oddaniu odcinka drogi do użytkowania (14 dni od wykonania podbudowy z pianobetonu) przy pomocy urządzenia ZiSPON wykonano szereg pomiarów ugięć dynamicznych nawierzchni. Pozyskane wyniki znormalizowano i wykorzystano do przeliczeń końcowego ugięcia obliczeniowego, które porównano z wartościami granicznymi powyższych parametrów w klasyfikacji nośności nawierzchni. Wyniki potwierdziły, że konstrukcja nawierzchni z podbudową z pianobetonu i warstwą ścieralną w technologii powierzchniowego utrwalania spełnia wymogi nośności dla dróg ≤ KR1, dzięki czemu można zmniejszyć koszt budowy dróg asfaltowych tego typu. Co więcej, technologia ta nie wymaga modyfikacji w przypadku intensyfikacji natężenia ruchu na danym odcinku drogi. Nie ma potrzeby ingerencji w podbudowę. Wystarczy jedynie wzmocnić wierzchnie warstwy MMA.
Nawierzchnia odcinka testowego po 7 dniach oraz po 9 miesiącach od oddania odcinka do eksploatacji. Fot. Zobacz Źródło 2.
Testy podbudowy z pianobetonu na drodze wojewódzkiej nr 314
W lipcu 2023 roku rozpoczęły się kolejne testy trwałości i odporności na koleinowanie nawierzchni, w której podbudowę wykonano z pianobetonu WAJM. Badaniu poddano 300-metrowy fragment nawierzchni drogi wojewódzkiej nr 314 na styku woj. lubuskiego i wielkopolskiego. Inicjatorem projektu jest firma Green Park testująca możliwości wykorzystania przetworzonych odpadów z tworzyw sztucznych jako dodatków do asfaltów. W badanie włączyły się też Lubuski i Wielkopolski Zarząd Dróg Wojewódzkich, które szukają innowacyjnych metod obniżania kosztów budowy dróg asfaltowych w regionie.
Na odcinku testowym użyto pianobetonu PB1200 o grubości min. 20 cm z dwoma wariantami masy mineralno-asfaltowej (MMA). Oprócz odcinka z podbudową z pianobetonu z tradycyjnym MMA oraz MMA wzbogaconym tworzywem sztucznym testowane są nawierzchnie z tradycyjną podbudową i mieszanką MMA, oraz z tradycyjną podbudową i innowacyjną MMA firmy Green Park. Przez 3 kolejne lata 4 warianty nawierzchni będą badane przez Instytut Badawczy Dróg i Mostów, cytowanych powyżej w artykule naukowców z Politechniki Poznańskiej oraz lokalnych kierowców.
Pianobeton jako sposób na tańsze lokalne drogi asfaltowe
Wysoki koszt budowy drogi asfaltowej wedle tradycyjnych wytycznych katalogowych dotyczących typowych konstrukcji nawierzchni sprawia, że inwestycje drogowe na terenie gmin są realizowane wolniej i w mniejszym zakresie niż oczekują tego użytkownicy dróg lokalnych. Ceny sztandarowych technologii, zwłaszcza w dobie dynamicznych zmian rynkowych i wahań cen czy dostępności materiałów, są często zaporowe, nawet gdy udaje się pozyskać dofinansowanie do inwestycji. Liczne badania pokazują, że pianobeton w budowie nowoczesnych dróg to technologia, która w polskich warunkach sprawdza się doskonale.
Szczegółowe dane techniczne dotyczące pianobetonu produkcji WAJM znajdziemy na stronie www.pianobeton.pl
Źródła:
1. „Pianobeton – sposób na tańsze drogi – porównanie ekonomiczne”; dr inż. Marcin Bilski; dr inż. Andrzej Pożarycki; mgr inż. Przemysław Górnaś – Politechnika Poznańska; inż. Bartosz Bartkowiak – Wielkopolski Zarząd Dróg Wojewódzkich w Poznaniu.
2. „Sposób na tanie drogi lokalne – pianobeton i powierzchniowe utrwalenie”; dr inż. Marcin Bilski; dr inż. Andrzej Pożarycki; dr inż. Przemysław Górnaś – Politechnika Poznańska.
