A közlekedésépítési szakterület mérnöki és tudományos folyóirata. ISSN: 2064-0919
14. szám
8. évfolyam
2020 december
14
Bejegyzés

Alternatív pályaszerkezetek lehetőségei az ajánlatadási folyamatban

1. Bevezetés, előzmények

A tervezési-méretezési albizottság július 3-án tartott ülésén a felosztott feladatok közül a címbeli rész kidolgozásában vettem részt. A továbbiakban az ezzel kapcsolatos gondolataimat foglalom össze.

2. Pályaszerkezet méretezés

Ahhoz, hogy a kérdésről érdemi módon tudjunk vitatkozni, szükséges néhány fogalmat tisztázni, a továbbiakban röviden ezt teszem meg.

2.1. Méretezés

Az építőmérnöki tevékenység egyik fontos területe a teherhordó szerkezetek méretezése (méretek és szilárdságtani tulajdonságok meghatározása és előírása) annak érdekében, hogy a tervezett használati időn belül a szerkezet képes legyen a feladatát ellátni. A hagyományosnak nevezhető tartószerkezetek esetében a méretezési követelmény jellemzően egy alakváltozási tulajdonság korlátozása normál üzemi terhelések esetén és egy törési határállapot biztosítása rendkívüli terhelések (pl.: földrengés) esetére, de szinte mindig egy egyszer jelentkező, mértékadónak tekintett terhelés (terheléskombináció) esetére.

Az útpályaszerkezetek esetében a tényleges terhelések nagymértékben alatta maradnak a tényleges törést, vagy nagyon nagy alakváltozást okozó terheléseknek, itt egy fáradási jellegű tönkremenetel megy végbe.

A korszerű, mechanikai alapú pályaszerkezet méretezési eljárások a következő igénybevételeket képesek számítani a pályaszerkezet rétegeiben:

  • aszfaltréteg alsó szálában a megnyúlást (azért nem feszültséget, mert a használati hőmérsékleti skála nagy részén az aszfalt viszkózus tulajdonsága miatt a feszültségek nagyon gyorsan leépülnek, ez a relaxáció, míg a megnyúlás érték változatlan marad a terhelés alatt)
  • aszfaltréteg felső szálában a megnyúlást (a viszonylag merev – pl.: hidraulikus rétegeket tartalmazó pályaszerkezetek esetében ez meglepően nagy lehet)
  • hidraulikus kötéssel rendelkező rétegek esetében a réteg alsó szálában keletkező húzófeszültséget
  • szemcsés réteg, illetve földmű esetén a réteg felszínén keletkező függőleges összenyomódást

Mindezek számításához a felépítés rétegvastagságai, illetve az egyes rétegek merevségének ismerete szükséges (ez utóbbiak jól becsülhetők) és meghatározhatók a fáradás paramétereinek ismeretében (ismétlésszám) a megengedett megnyúlás, feszültség, illetve összenyomódás értékek, ezek alapján a méretezés ellenőrzéssé alakul át. Az aszfaltok alacsony hőmérsékleten kialakuló tönkremenetele, illetve a keréknyomképződési folyamat is vizsgálható analitikus eszközökkel, de ezek esetében már olyan anyagtulajdonságok ismerete is szükséges, amiket igazán csak a típusvizsgálatok elvégzése után tudunk meghatározni, azaz a méretezés időpontjában ezek kellő pontossággal még nem állnak rendelkezésre.

2.2. Követelmények a pályaszerkezetekkel szemben

A pályaszerkezetekkel szemben megfogalmazott közútkezelői és úthasználói követelmények csak kisebb része függ össze közvetlenül a tartószerkezetek szilárdságtani követelményeivel, itt a kellő egyenletesség, deformációmentesség, felületépség, érdesség, zajkibocsátás stb. nagyobb jelentőséggel bír. Az ilyen jellegű követelmények egy része kapcsolatban van a szilárdságtani jellegű megközelítéssel, de többségük teljesítése a technológiatervezésnek, az építési folyamat megszervezésének és a minőségbiztosításnak a függvénye.

2.3. A pályaszerkezet megfelelőségének biztosításához szükséges tevékenységek

Egy táblázatban összefoglaltam a megfelelőség biztosításához szükséges tevékenységeket. Javaslom és kérem, hogy ez legyen vita tárgya, mert a későbbiekhez egy egységes terminológiára nagy szükségünk van.

A pályaszerkezet megfelelősének biztosításához szükséges tevékenységek
Típus Méretezés Tervezés Elvárt követelmények megadása Technológiai tervezés Építésszervezés Minőségbiztosítás
Új pályaszerkezetek A meteorológiai, geotechnikai, hidrológiai környezet és a várható forgalmi terhelések alapján a pályaszerkezet felépítésének (rétegek típusa, típuson belüli vastagságok) és a földmű felső rétegében alkalmazandó javítóréteg meghatározása. A méretezés alapján a rétegtípuson belül a konkrét rétegek specifikálása (pl.: AC 22 kötő (mN), a rétegrendszer felépítése (funkcionális szempontok, pl.: érdesség, zaj, stb. figyelembevételével), a rétegek szélső határainak (pl.: szegély) kialakítása többnyire szerkesztési szabályok alapján. Ahhoz, hogy a pályaszerkezetet alkotó réteg megfelelően viselkedjen, célszerű olyan követelményeket megadni, ami a technológiai tervezésnél a tervezőt orientálja. Itt alapvetően négy követelménycsoportot lehet megkülönböztetni: pályaszerkezet szilárdságtani jellegű követelmények (pl.: merevség, megengedett megnyúlás vagy feszültség, stb.); a tervezés előtt nem ismert szilárdságtani tulajdonságokkal kapcsolatos empirikus követelmények (pl.: deformáció-ellenállás, hidegvislekedés, stb.); a réteg tulajdonságainak hosszú távú fennmaradását biztosító követelmények (pl.: vízérzékenység, minimális kötőanyagtartalom, kötőanyag fokozat, stb.); és végül az úthasználói szempontból releváns követelmények (pl.: érdesség, zajszint, stb.). Az egyes specifikált rétegek konkrét megtervezése (pl.: típusvizsgálat) a megadott követelménynek megfelelően. Az építésszervezés során biztosítani kell azokat a feltételeket, amelyek szükségesek az elvárt, vagy a technológiai tervezés során meghatározott követelmények teljesítéséhez. A minőségbiztosítás mindazon tevékenységek összessége, amelyek révén lehetséges a hibás teljesítés elkerülése, illetve hiba esetén annak okmeghatározása, hogy az ismétlődés elkerülhető legyen.
Meglévő pályaszerkezetek A meteorológiai, geotechnikai, hidrológiai környezet és a várható forgalmi terhelések, valamint a meglévő pályaszerkezet állapotfelvétele alapján az erősítő (esetleges szélesítés esetén az új pályaszerkezet) rétegek (erősítő aszfalt, recycling, hibás réteg eltávolítás) szükséges típusának és vastagságának meghatározása. A méretezés alapján a rétegtípuson belül a konkrét rétegek specifikálása (pl.: AC 22 kötő (mN), a rétegrendszer felépítése (funkcionális szempontok, pl.: érdesség, zaj, stb.) figyelembevételével), a rétegek szélső határainak (pl.: szegély, szélesítés) kialakítása többnyire szerkesztési szabályok alapján.

Az mindenképpen kiderül a táblázatból, hogy a folyamat meglehetősen komplex és a hazai gyakorlatban az egyes lépéseket különböző szervezetek hajtják végre, illetve egyes lépések (követelmény megadás) gyakorlatilag hiányoznak, vagy csak áttételesen jelennek meg.

3. Létező méretezési – tervezési rendszerek

A továbbiakban egy rövid összefoglalót adok az általam ismert rendszerekről, megjegyzendő, hogy mára a fejlett rendszerek nagymértékben az analitikus módszeren alapulnak, de mindig vannak empirikus elemek is az eljárásokban.

3.1. Új pályaszerkezetek

Két alapvető módszer létezik:

  • részletes anyagjellemzőkön alapuló, kifinomult eljárási szabályokkal rendelkező méretezési eljárások (pl.: USA, Franciaország, Dél – Afrika)
  • gyakoribbak a típus pályaszerkezeti katalógusok, ahol a nehéz forgalom függvényében elsősorban az alaprétegek szerint vannak a különböző megoldások.

Ezek egy része (pl.: a német nyelvterületen és hazánkban is) a földművel külön „nem foglalkozik”, hanem azt külön előírásokkal szabályozza (Többnyire előír egy minimális teherbíró-képességet és ennek függvényében kell a védőréteg anyagát és vastagságát meghatározni.)

A francia típus pályaszerkezeti rendszer ennél fejlettebb, mert a talaj tulajdonságokat is figyelembe veszi, azaz a védőréteg változatok külön pályaszerkezetnek minősülnek. Különösen figyelemreméltó a francia eljárásban, hogy hozzárendel az egyes típusokhoz (nem mindegyikhez) „fenntartási többletköltség” értéket (pl.: a hidraulikus kötésű alaprétegek reflexiós repedései miatt), amivel lehetőséget ad kvázi „élettartam” költség (különbség) meghatározására, ezzel a különböző változatok valósabb összehasonlítására.

3.2. Meglévő pályaszerkezetek megerősítése

Itt nagyon sokféle megoldás létezik, pl.: Szlovákiában az útügyi adminisztráción belül egy csoport végzi a behajlásméréseket és a „méretezést” is, a tervezési részben van szerepük a tervezőknek. Ausztriában a megerősítések tervezése (felújítás méretezés – tervezés) jellemzően néhány nagy tudással és tapasztalattal rendelkező személy „hitbizománya”.
Ez a két megoldás egy nagymértékű egyöntetűséget biztosít, mert a meglévő pályaszerkezetek állapotának megítélésében sok szubjektív (tapasztalati) elem is szerepet játszik.

Az USA-ban – és bizonyos mértékig Franciaországban – is a feladatot visszavezetik az új pályaszerkezet méretezésre, azaz részletes vizsgálatokkal megállapítják a meglévő szerkezet tulajdonságait és ennek alapján történik a tervezés. Németországban ismereteim szerint nincs egységes gyakorlat, az általam megismert módszerek a mi „összehasonlító” módszerünkhöz hasonlóak (lényegében ez is visszavezetés az új pályaszerkezet méretezésre).

3.3. Elkészült szerkezet “szerkezeti” értékelése

Az általam ismert esetekből szabályozás szintjén ismét a francia megoldások esetében van konkrét (behajlás, görbületi sugár stb.) értékelés, valószínűsíthető, hogy máshol is létezik, de inkább már a vállalkozási szerződésben meghatározva.

3.4. Használati tulajdonságok időbeli változásai

A környezeti és a forgalmi terhelések hatására a pályaszerkezetek leromlanak, igazából ezen folyamat sebessége az, ami az útpályaszerkezet hosszabb távú használhatóságát mutatja (a szokásos 3 – 5 év időtartamú jótállások ideje alatt jelentkező hibák jellemzően).

Itt most pl.: a felületi egyenletesség (IRI) és a keréknyomérték lehet érdekes. Ugyanakkor ezen sebesség meghatározása – bár számos eljárás alkalmaz ilyen részeket – nagyon bonyolult dolog, mert itt hosszú távú folyamatokról van szó, ahol a környezeti hatásoknak is nagy a jelentőségük.

4. A földmű problémája

A kérdést – alternatív pályaszerkezetek versenye – alapvetően befolyásolja a földmű tulajdonsága. Le kell sajnos írnom, hogy hazánkban a földmű vizsgálata és tervezése gyakorlatilag évtizedek óta nem létezik. Különösen a nagyobb projekteken (a közelmúltban) a szükséges töltésanyag „beszerzése” a vállalkozó feladata volt, azaz tervezési stádiumban csak általánosságokat lehetett mondani (pl.: kiváló földműanyag), de hogy ennek konkrétan mennyi a mértékadónak nevezhető „teherbíróképessége” azt senki nem tudta előre.

Az elvileg megismerhető bevágások esetén sem lett semmi ilyen vizsgálat végrehajtva. A kivitelezés specifikálásába aztán bekerültek „előírt” értékek azzal, ha ez valamiért nem biztosítható, akkor pl.: stabilizációt kell építeni. A javító és a fagyvédő rétegekre van ugyan méretezési jellegű előírás, de az információk hiányában jellemzően ezek „eleve” be lettek „tervezve” függetlenül a tényleges szükségességtől. Mindez azért lényeges, mert ezen a területen egy átgondolt tervezés jelentős összegeket takaríthat meg.

Teljesen hiányzik gyakorlatunkból a földmű szilárdságtani változásainak figyelembe vétele. A hivatalos koncepció az, hogy a „legrosszabb” tulajdonságot kell figyelembe venni, ez ugyanakkor nyilvánvalóan túlméretezést jelent, de gondoljunk bele, hogy egy gondosan megtervezett szivárgórendszer képes nagyon szűk korlátok közé szorítani az aktuális nedvességtartalmat, lehet, hogy lényegesen kisebb ráfordítással.

5. Lehetséges ajánlati változatok

Mindenek előtt világosan kell látni, hogy egy szokásos közbeszerzési eljárás időtartama aligha teszi lehetővé egy kifinomult tervezési eljárás véghezvitelét illetve annak a megrendelő által történő ellenőrzését, ennek megfelelően bizonyos egyszerűsítéseket célszerű alkalmazni.

A következő lehetőségeket látom:

  • típus pályaszerkezetek

A típus pályaszerkezetek rendszerét valószínűleg célszerű jelentősen kibővíteni – főleg az alaprétegeknél látok sok lehetőséget (vastagságok, anyagok, merevségek) – és az idézett francia eljárás szellemében ezeket „egyenértékűnek” lehet tekinteni ( a földmű probléma még fennáll…), és ezek csereszabatosak lehetnek. Ebben az esetben az eljárás viszonylag egyszerű és kontrollálható, mind a megbízó, mind a vállalkozó oldaláról:

  • aszfaltfelépítések

Versenyezhetnek az aszfaltfelépítések, azaz a teljes aszfaltvastagság változatlanul hagyásával azon belül lehet mást ajánlani. Ehhez főleg az aszfaltokra vonatkozó szabályozásokat kell erősen finomítani, de ez viszonylag egyszerűen megoldható. Nyilvánvaló, hogy az eddig felsorolt két módszer kombinálható is.

  • „konyhakész” megoldások

A megerősítések esetében a bizottság feladatát képező méretezési szabályozás – a meglévő pályaszerkezet tulajdonságainak függvényében – eleve több, egyenértékűnek tekinthető megerősítési eljárást is tartalmaz, átlagosan 3 – 4 változat is lehetséges, ha a tervező minden lehetséges megoldást kidolgoz, akkor adottak a versengő változatok (itt még elképzelhető néhány, a versenyhelyzetet szélesítő finomítás is).

Észre kell venni, hogy a javaslatok gondosan az „egyenértékűség” szakmailag (és ezek után jogilag is) alátámasztható hipotézisére alapulnak, a KBT jelenleg ezt hajlandó tolerálni. A „jobb” megoldások versenyeztetésének rövid időn belüli kialakítására nem látok esélyt, de a fentiek nagyon széles mozgásteret adhatnak a jelenleg alkalmazott megoldáshoz képest. Ezen lehetőségek formába öntését belátható időn belül megvalósíthatónak látom, nyilvánvaló, hogy egyes részek (pl.: a földműkérdés) külön kutatást is igényel.

6. Ellenőrzés

A jelenleg kialakult megfelelőség – igazolási rendszer (EU direktíva, tehát alapvetően nem változtatható) azon a hipotézisen alapul, hogy a vállalkozó teljesít, ennek megfelelőségét igazolja, majd kezdődik egy hosszabb ideig tartó szavatossági (jótállási) periódus.

Ez ugyanakkor azt feltételezi, hogy a megbízó (pontosabban a közútkezelő) fenntartja és üzemelteti a vonatkozó szakmai szabályok illetve a vállalkozó által megadott szempontok szerint az utat. Gondoljunk bele, hogy egy akármilyen szigorú közbeszerzési eljáráson megvásárolt x db személygépkocsi esetében (Nem adnak autónként 200 lapos minőségi dokumentációt!) mit mond a vállalkozó (szakszervize), ha nem visszük időben szervizre az autót, elfelejtünk hűtővizet, olajat tölteni bele, vagy a tapasztalt hibával még három hónapig közlekedünk.
Ezeket lényegében mindenki normálisnak fogadja el, de mi van az utak esetében? Ha feltételezzük, hogy a közútkezelő megfelelően tart fenn és üzemeltet (pl.: vízelvezetés…) akkor már felszólalhat, de az a kérdésem, hogy mi a hiba? Pl.: a reflexiós repedésekről lényegében mindenki tudja, hogy az esetek nagyobb részében mindenképpen megjelennek (esetleg éppen a megbízó által adott terv egyenes következményeként…).

Ezekhez a kérdésekhez igazából az alternatív ajánlat kérdésétől függetlenül is hozzá kellene nyúlni. Az alternatív ajánlat lehetősége ugyanakkor kissé tisztábbá teheti a helyzetet. Miután a vállalkozó maga gondolja ki a megoldást, a felelőssége érdemben nagyobb és érdeke is, hogy egyrészt jól teljesítsen, másrészt a szavatossági – jótállási időszak alatt figyelemmel kísérje a létesítményt és akár az autóknál ismert „visszahívással” is élhet. De ehhez egy lényegesen szigorúbb megrendelői kontroll kell az építésnél, hiszen a megbízónak nem az az érdeke, hogy a szükségképpen korlátozott szavatossági időn belül legyen hibamentes az út, hanem sokkal tovább.

Ezért javasolható egy olyan rendszer kialakítása, ami a nem megfelelőség esetén (kellően definiálva és alátámasztva) a szavatossági jogokat kötelezően a kicserélésre korlátozza. Ez azt jelenti, hogy építés közben és utána a hibás részt újra kell építeni.
Ennek nagyon következetes kinyilatkoztatása és betartatása egyben a vállalkozót is ösztönzi a jobb minőségre (amire egyébként a vállalkozók többsége képes is).

Itt megjelenhet még egy megoldás, a személyre szabott referencia-rendszer, mert nem az XY cégnek van referenciája, hanem a felelős műszaki vezetőnek, aki ezt viheti más céghez, de a negatívumokat is, azaz időszakonként ki kell gyűjteni, hogy fajlagosan mennyit javítottak azokon a projekteken, ahol a vezető dolgozott. (Nagyon sok a fluktuáció, egy építésvezető már a harmadik cégnél van, amikor a balhé kitör).


Hozzászólás

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük