Od začátku roku 2019 je řešen výzkumný projekt technologické agentury TAČR pod stejným názvem jako je název příspěvku s označením TH04030342. Tento tříletý výzkumný projekt se zaměřuje na rozšíření použitelnosti recyklovaných stavebních materiálů (RSM) v dopravních a inženýrských stavbách. Jedná se především o využití směsného stavebního recyklátu, používaného k úpravě a sanacím podloží vozovek pozemních komunikací. Uplatněním tohoto materiálu na základě výsledků výše zmíněného výzkumného projektu bude podpořen prodej kvalitních stavebních recyklátů a snížení ceny výkupu stavebně demoličních odpadů (SDO).

Metodika řešení výzkumného projektu

    Vrstevnatý násyp ze směsného stavebního recyklátu

    Využití RSM – směsných recyklátů do zemního tělesa bude cíleno na aplikaci vhodných recyklovaných směsí do ztužujících vrstev vrstevnatých násypů, do kterých se zpracovává objemově významné množství drceného nebo těženého kameniva, které je možné ušetřit technologií střídání ztužujících a poddajných technologických vrstev násypu z méně vhodných jemnozrnných zemin nebo vedlejších energetických produktů. Do ztužujících technologických vrstev násypu lze použít nestmelené směsi ze směsných recyklátů klasifikované podle geotechnických požadavků jako štěrk s příměsí jemnozrnné zeminy (G-F). Výstupem projektu je provedení zkušebního úseku s návrhem vrstevnatého násypu navrženého z výše uvedených technologických vrstev. Do ztužujících vrstev vrstevnatého násypu bude použit směsný stavební recyklát ve frakci 0/63 mm.

    Ztužující a drenážní žebra ze směsných recyklátů a vhodného pojiva

    V tomto případě bude využití směsných recyklátů zaměřeno na návrvh a posouzení úpravy lokálně nevhodného podloží vozovky pomocí ztužujících žeber vedoucích šikmo přes aktivní zónu vozovky. Tyto žebra (rýhy), které mohou mít proměnlivé parametry, budou vyplněny směsným stavebním recyklátem frakce 0/32 nebo 0/63, alternativně 32/63 mm. Uvažuje se o dvou typech vyplněných ztužujících žeber: první typ – drenážní s nezhutněnou výplní frakce 32/63 mm; druhý typ – ztužující se zhutněnou výplní na maximální objemovou hmotnost s příměsí hydraulického pojiva. Druhý typ je alternativou k běžně prováděnému zlepšení pojivem v aktivní zóně s nevhodnou zeminou, který bude používaný v lokálních místech úprav a intravilánových (místních) komunikací.

    Těsnící vrstva zásypů stavebních rýh

    Velkým problémem při opravách a sanacích inženýrských sítí v místních komunikacích je zpětné nekvalitní dohutnění zásypových materiálů stavebních rýh a následné sedání zásypového materiálu s vytvořením trhlin a plošných deformací obrusné vrstvy vozovky. Tyto poruchy jsou zapříčiněny především nevhodným hutněním zásypových materiálů. Dalším cílem výzkumného projektu je návrh a posouzení směsi z RSM vhodné pro aplikaci na uzavření stavebních rýh a výkopů na úrovni zemní pláně a spodní podkladní vrstvy vozovky. Vytvoření této těsnící recyklované vrstvy frakce 0/32 bude chránit spodní část zásypu rýhy s vedením před nadměrnou saturací povrchovou vodou.

    Systém hospodaření s recyklovanými materiály – katalog výrobce

    Předmětem tohoto výstupu výzkumného projektu je optimalizace systému hospodaření s recyklovaným stavebním materiálem používaným do technologických a konstrukčních vrstev vozovek pozemních komunikací. V době řešení výzkumného projektu bude sledován typ RSM podle kvality a použití do vozovky pozemní komunikace. Na základě logistiky běžně fungující recyklační linky bude navržen optimální stav obsazenosti a vytížení recyklační výroby s hlavním výstupem – katalogem nejčastěji se vyskytujících RSM pro použití v dopravní infrastruktuře.

    Závěr výzkumného projektu bude podpořen aktivitou optimalizace a aktualizace stávajících předpisů používaných při návrhu, posouzení a kontrole recyklovaných stavebních materiálů, recyklovaných směsí a stavebních konstrukcí v ČR. Návrh aktualizací se bude týkat především technických podmínek Ministerstva dopravy ČR – TP 210, TP 146, TP 170 a dále některých dotčených technických kvalitativních podmínek, např. TKP 30.

Technické provedení 

    Výše uvedené navrhované ověřené technologie budou aplikovány především na průzkumném zkušebním polygonu – jednopruhová účelová pozemní komunikace s výhybnami napojená ze stávající účelové komunikace č. 4822 v Brně Černovicích. Nově budovaná komunikace je vnitropodnikovou účelovou komunikací firmy DUFONEV R.C., a.s. sloužící dopravě SDO na recyklační deponii z východní strany. Celková délka průzkumného zkušebního polygonu je 0,490 km. Většina trasy vede po stávajícím terénu s podložím nevhodným pro provedení vozovky bez zlepšení. Tato primární část bude využita na ověření různých typů drenážních a ztužujících žeber (viz. předchozí kapitoly). Sekundární část – výjezdní rampa k recyklační deponii je situována na násypu výšky 2 m v délce přibližně 50 m. Zde bude proveden vrstvevnatý násyp se střídáním ztužující a poddajné vrstvy z recyklovaných stavebních materiálů.

Konstrukce vozovky jednopruhové komunikace bude ve dvou variantách v závislosti na úpravách podloží vozovky směsným recyklátem:

První varianta – vozovka s nestmeleným krytem:

Štěrkodrť ŠD 0/32 mm, tl. 200 mm, ČSN 73 6126-1

Vibrovaný štěrk VŠ 32/63 mm, tl. 200 mm (vyrovnávací vrstva) ČSN 73 6126-2

Podloží PIII – F6 CI (jíl se střední plasticitou) – mechanicky upravené ztužujícími žebry

Druhá varianta – vozovka s asfaltovým recyklátem:

Asfaltový recyklát (Ra)  Ra 0/11 mm, tl. 50 mm, TP 210

Štěrkodrť ŠD 0/32 mm, tl. 200 mm, ČSN 73 6126-1

Vibrovaný štěrk VŠ 32/63 mm, tl. 200 mm (vyrovnávací vrstva) ČSN 73 6126-2

Podloží PIII – F6 CI (jíl se střední plasticitou) – mechanicky upravené ztužujícími žebry

Obrázek 1 Širší situace napojení průzkumného zkušebního polygonu DUFONEV

Obrázek 2 Charakteristický příčný řez navrhovaným vrstevnatým násypem se směsným recyklátem 0/63 a 0/32 mm

Závěr

    Řešený projekt využití směsných recyklátů ve frakcích 0/32 a 0/63 mm směřuje k širšímu využití tohoto recyklovaného stavebního materiálu do podloží vozovek pozemních komunikací. Uplatněním dosaženého cíle výzkumného projektu bude podpořen především odbyt, prodej kvalitních stavebních recyklátů s vyšší přidanou hodnotou a snížení výkupní ceny stavebně demoličního odpadu (SDO). Tím, že navržené technologie využití RSM v projektu jsou přímo aplikovány ve zkušebním polygonu a průběžně sledovány kontrolními zkouškami použitých materiálů a směsí, je možné na základě výsledků měření navrhnout bezprostředně po otevření zkušebního polygonu případné změny platných předpisů při očekávaných revizích zejména TP 210 a TP 170. Očekávané je zejména trvalé zakotvení použití RSM jako stavebního materiálu směsí pro spodní podkaldní vrstvy vozovek a podloží vozovek pozemních komunikací.

Poděkování

    Příspěvek vznikl za podpory výzkumného projektu Technologické agentury ČR s názvem TH04030342 Recyklované stavební materiály pro stavby dopravní infrastruktury.

Literatura

  [1] TP 210  Užití recyklovaných stavebních demoličních materiálů do PK, technické podmínky Ministerstva dopravy ČR, 1.1.2011, VUT, Fakulta stavební, Ústav pozemních komunikací, Brno

  [2] TP 146  Povolování a provádění výkopů a zásypů rýh pro inženýrské sítě ve vozovkách PK, technické podmínky Ministerstva dopravy ČR, 1.12.2011,ČVUT, Fakulta stavební, Katedra silničních staveb, Praha

  [3] TP 170  dodatek č.1 Navrhování vozovek pozemních komunikací – všeobecná část, katalog, návrhová metoda, technické podmínky Ministerstva dopravy ČR, 1.9.2010, VUT, Fakulta stavební, Ústav pozemních komunikací, Brno

  [4] TKP 30  Speciální zemní konstrukce, technické kvalitativní podmínky Ministerstva dopravy ČR, 1.1.2010, Arcadis Praha

  [5] ČSN 73 6126-1  Stavba vozovek – Nestmelené vrstvy – Část 1: Provádění a kontrola shody

  [6] ČSN 73 6126-2  Stavba vozovek – Nestmelené vrstvy – Část 2: Vrstva z vibrovaného štěrku

doc. Ing. Dušan Stehlík, Ph.D.

Vysoké učení technické v Brně,

Fakulta stavební , Ústav pozemních komunikací.

stehlik.d@fce.vutbr.cz