ÚTPÁLYASZERKEZETI ESETTANULMÁNYOK: AZ ASZFALTOKRA VONATKOZÓ SZABÁLYOZÁS

1. Bevezetés

A „LAPOK” internetes oldalán egy érthetően indulatos bejegyzés született az aszfaltokra vonatkozó új szabályozás megjelenésével kapcsolatban.

Magam is reagáltam, egyetértően, aztán visszaolvasva művemet elégedetlen lettem, annak színvonalával.

Ezért úgy döntöttem, hogy kicsit bővebben írom le mondanivalómat.

2. Rendszerhiba

Reakciómban, de az eredeti bejegyzésben is szerepel a „rendszerhiba” kifejezés, most saját véleményemhez adok magyarázatot.

Néhány éve, fontos szakmai eseményen egy jelentős hazai megrendelő szervezet képviselője – egyebek között – bemutatta, hogy 2005 – 2012 között az autópálya kopórétegek tervezett és megvalósult kötőanyagtartalma hogyan csökkent, ez tanulmányozható a következő diagramon.

A képviselő a bemutatással nyilvánvalóan nem örömét fejezte ki.

Azt, hogy az aszfalt tulajdonságainak nagyon jelentős részét meghatározza a kötőanyag mennyiség, mindenki tudja (legalább is remélem).

Azt, hogy ezek után nagyon fontos útszakaszokon monoton csökken a kopóréteg (SMA – 11) előírt és mért kötőanyagtartalma, nem lehet az aktuális szabályozásnak felróni, itt a teljes környezet (pl. kiírások műszaki részei) a résztvevők (pl. tervezők, „mérnök”) egymásra hatása eredményez valami rosszat, ami az utakon is látható.

Ezt nevezem rendszerhibának és amíg nem rendszerszemléletben nyúlunk a problémához, sikerekre nem számíthatunk.

3. AZ ASZFALTRA VONATKOZÓ ELŐÍRÁSOK

Mindenekelőtt tisztázni kell, hogy az aszfaltra vonatkozó előírás egy konkrét feladat esetében a megrendelő igényével kellene, hogy azonos legyen, ugyanúgy, mint bármely más termék esetében.

Néhány gondolatomat megosztanám erről az olvasókkal.

3.1. HOL A HELYE AZ ELŐÍRÁSNAK

Egy projekt esetében kell, hogy legyen egy olyan dokumentum, ahol az „építési termék (jelen esetben aszfalt)” – től elvárt képességek, tulajdonságok rögzítve vannak.

Ezzel kapcsolatban jogszabály ad határozott iránymutatást:

„…a tervező az építészeti-műszaki dokumentációban a 4. § (1) bekezdésében felsoroltak szerint állapítja meg a beépítendő építési termékek alapvető jellemzői tekintetében azok elvárt teljesítményét  (275/2013. (VII. 16.) Korm. rendelet)”

Csak, hogy teljesen világos legyen, a követelményeket a tervben kell rögzíteni, ez, egyebek mellett a követelmény meghatározásának időpontját is meghatározza, értelemszerűen legkésőbb a terv elkészítésének időpontjában.

3.2 KI KÉSZÍTI AZ ELŐÍRÁST

A jogszabályból következik, hogy a tervező és nyilvánvaló, hogy a megrendelő igényeit figyelembe kell venni.

Itt persze lehet arról beszélni, hogy a tervezők „nem értenek hozzá” stb. stb., de lássuk be, hogy egy magas szintű (EU direktívából induló) jogszabály alkotója joggal feltételezi, hogy a tervezőnek érteni kell a munkájához.

3.3. MI ALAPJÁN KÉSZÜL AZ ELŐÍRÁS

Egy, még csak tervezet formájában létező jogszabály (Az innovációért és technológiáért felelős miniszter /2018. (… …) ITM rendelete a közutak építésének szabályozásáról) részletesen és helyesen felsorolja azokat a szabályozásokat, amelyeket figyelembe kell venni.

Ebbe a körbe tartozik az írást kiváltó útügyi műszaki előírás is.

Ebben az aszfaltokra több, az elvárt „teljesítményt” számszerűen is tartalmazó követelmény szerepel, az esetek döntő részében „legalább”, illetve „legfeljebb” korlátozásokkal.

Ebből számomra az következik, hogy a korlátoktól eltérő értékeket is megfogalmazhat ( a megrendelő igényeinek megfelelően) a tervező.

Nyilvánvaló, hogy nem lehetnek ütközések a használhatósággal és/vagy a többi követelménnyel, továbbá fizikai határok is lehetségesek.

4. ESETTANULMÁNY

Az előző pontban leírtak elképzelhető, hogy megütközést keltenek néhány olvasóban, ezért egy konkrét esetre vonatkozóan részletezem a kérdést.

Valahol, egy távoli galaxisban…volt egy projekt, ahol a közút felhatalmazott kezelője úgy döntött, hogy jelentős hosszúságú és nagyforgalmú szakaszát felújítja.

A felújítás előtt részletes, sok mindenre kiterjedő állapotfelvételt hajtatott végre (mivel kitűnő adatbázisokkal rendelkezett ez nem volt nehéz) és – nevezzük így – típus technológiákat határoztatott meg és azokat jóvá is hagyta.

Ezen munka egy részeként részletes előírásokat állítatott elő az egyes aszfaltkeverékekről ennek előkészítésénél tisztában volt azzal, hogy olyat ír le, ami nincs az érvényes szabályozási szövegben.

Ugyanakkor gondosan figyeltek arra, hogy a feladat ne legyen túlhatározott és teljesíthetetlen.

4.1. A KÖVETELMÉNYEK ÉS A TELJESÜLÉS

A követelményeket – és a poént lelőve – a tényleges eredményeket az alábbi táblázat mutatja.

Az avatott szemnek a követelmények sem tűnnek lazának (különösen, ha a kötőanyagfokozat, tartalom, szabadhézag előírásokat is nézzük), a teljesítés viszont még engem is meglepett.

4.2. AZ EGYEDI ELŐÍRÁS GONDOLATMENETE

Mindenekelőtt tisztázni kell, az előírás egy „prémiumkategóriás” útszakaszra vonatkozott, kimagaslóan nagy forgalom és speciális üzemeltetési szerződés esetére.

Természetesen minden kategóriára lehet csinálni egyedi előírást, valószínűleg célszerű is lenne pl. a Magyar Közútnak „saját” rendszert kialakítani, ahol valamilyen kategorizálás szerint lehetnének a követelmények, itt lehetne (kellene) helyt adni a gazdaságosságnak is (pl. nem kell feltétlenül eruptív kőzet kisebb forgalmak esetére….).

4.2.1. HATÁSOK

A hatások számosan vannak és bonyolultak is, ezért itt nem egy disszertáció következik, hanem egy figyelemfelhívó összefoglaló.

• nehéz járműteher

A kopóréteg – bármilyen hihetetlen – bőven kap húzó igénybevételt a nehéz járművektől, egyrészt a behajlási teknőnek van „negatív” görbülete, másrészt a kerék szélénél (keresztirányban) szintén durva hajlítás van.

Nem lehet megfeledkezni arról, hogy a keréknyomképződésért is döntően a nehéz járműteher felelős.

• kis járművek

A hosszirányú hajlítás valóban minimális, de keresztirányban már érdemi. Nem szabad elfeledkezni a fékezések hosszirányú hatásáról sem. Mindezek mellett a terhelések számossága sokszorosa a nehéz terhelések darabszámának és a tönkremenetel fáradás jellegű.

• lehűlés – felmelegedés

A „megszilárdulási” hosszhoz képest a lehűlés – mivel az alakváltozás gátolt – húzófeszültségeket indukál, ez nagyon jelentős is lehet.

A felmelegedés – viszonylag magas hőmérséklet – a keréknyomképződés kockázatát növeli.

• fokozottan gátolt alakváltozás

A bonyolultnak tűnő hatás elsősorban a hidraulikus alaprétegek esetében – lehűléskor – az előzőhöz képest többlet húzófeszültséget generál, ami az egész aszfaltszerkezetben okoz húzást (reflexiós repedések kérdése).

• olvasztóanyagok hatása

A pályafelületre kiszórt olvasztóanyag a hó/jég olvasztásához a környezetből sok hőt von el, ez gyors, lokális lehűlést jelent a kopórétegben (10 – 20 C°/sec!!!), ami a gátolt alakváltozás és az ilyenkor korlátozott ernyedés miatt jelentős húzást okoz.

• kötőanyag leválás

Az ásványi anyag kellemetlen tulajdonságai (bizonyos agyagásvány tartalmak), meg némi víz (meleg víz!) hatására a kötőanyag – ásványi szemcse kapcsolat rongálódik, a kohézió csökken.

• öregedés

A globálsugárzás UV komponense nem csak az emberi bőrt károsítja, hanem a kötőanyagot, kopóréteg esetében nincs takaró védelem, detektálni a penetráció erős csökkenésével lehet.

4.3. A HATÁSOK „KIVÉDÉSE”

Nyilvánvaló, hogy a hatásokkal szemben az aszfaltot olyan tulajdonságokkal kell felruházni, hogy azok a lehetőség szerint legkisebb mértékben érvényesüljenek.

A lényegesebb kérdések az alábbi alpontokban vannak magyarázva:

• kopóréteg típus

A splittmasztix hazai alkalmazása szinte kizárólag a 11 mm – es maximális szemcsemérethez kötődik.

Az SMA 8 „indulóban” magasabb kötőanyagtartalomra képes, a vékonyabb építés lehetősége költségcsökkentő hatású, a kopóréteg „igénybevételek” döntően 30 mm vastagságon belül lényegesek, érdesség potenciál jobb, elvileg a zajcsökkentés is jobb lehet, mint az SMA 11 esetében.

Nagyon nem lényegtelen, hogy a keréknyomképződés szempontjából a viszonylag kisebb rétegvastagság kedvező.

• fáradás, repedési hőmérséklet

Ezek „rokon” követelmények, jellemzően a kötőanyagtartalom növekedése és a (kötőanyag) viszkozitás csökkenése (lényegében a „lágyabb” kötőanyagtartomány) javítja a tulajdonságokat.

Mindkettő esetében léteznek regressziók, amelyek az aszfalt összetételének egyes paraméterei, valamint a kötőanyag mennyisége, esetleg viszkozitása között, ugyanakkor ezek keveréktervezésre nem alkalmasak, de a fő tendenciákat jellemzően helyesen adják vissza.

• vízérzékenység

A vízérzékenység kompatibilitásról szól, elsősorban az ásványi váz tulajdonságai befolyásolják, de a kötőanyag mennyisége (és szinte alig ismert egyéb tulajdonságai)  is lényeges

• kötőanyagtartalom

Az, hogy a később említendő néhány jellemző (pl. fáradás, hidegviselkedés) kielégítő legyen szükséges a „lehető legtöbb” kötőanyag mennyiség.

Felmerül ugyanakkor a keréknyomképződés kockázata, amit – helytelenül – a kötőanyag mennyiségével, esetleg penetrációjával hoznak összefüggésbe.

Nos, létezik egy szabadalmaztatott módszer (Eljárás útépítési aszfalt maradó alakváltozással szembeni ellenállásának javítására. Lajstromszáma: 227471.), ami szerint lehet egyértelmű kritériumot adni a keréknyomképződési kockázatra.

A kritérium a következő diagramon látható, egy adott adalékváz (szemeloszlás, ami meghatározza a potenciális befogadóhézagot) esetén a különböző kötőanyagtartalmakkal végrehajtott tömörítési vizsgálatnál a minimális befogadóhézagtól balra (azaz a kisebb kötőanyagtartalmaknál) nincs nyomképződés, attól jobbra igen.

A kötőanyag viszkozitása irreleváns. (A kísérletek egy részénél a bitumen keverési viszkozitásának megfelelő motorolaj lett alkalmazva, a keréknyomvizsgálatot ez a keverék is „kiállta”)

A diagramon ábrázoltam a kötőanyagtartalom változtatásának (növelésének) esetét is, felismerhető, hogy az adalékváz szemeloszlásának módosításával – bizonyos határokon belül – a lehetséges és biztonságos kötőanyagtartalom is változtatható.

Ez utóbbira – az esettanulmányhoz visszatérve nézzünk példát.

A diagramon az SMA 8 hazai és német határgörbéi láthatók, továbbá a már említett két keverék szemeloszlása, amelyek befogadóhézag alakulását már láttuk.

Jól látszik, hogy a német előírás – főleg a 2 mm – es szitán – nagymértékben eltér a hazaitól.

Ha azt is tanulmányozzuk, hogy mennyi a minimális kötőanyagtartalom a két előírásban, tapasztaljuk, hogy a hazai min. 6,4% – ot, a német min. 7,0% – ot ír elő, ami a szemeloszlásokat nézve logikus (a magyarba „nem fér bele több”), de aszfaltos szemmel helytelen, mert a kevesebb kötőanyaggal a negatív hatások kevésbé lesznek kivédve.

Azaz, hozzá kell nyúlni a szemeloszláshoz is, ami a táblázatban („trükkösen”) a kizárólag KZ előírásban (azaz nincs 0 – val kezdődő frakció) jelenik meg.

Ez utóbbi egyébként – kellemes mellékhatásként – javítja a vízérzékenységet is ( a tapadást rontó ásványi részek a frakciók finom részében nagyobb mértékben vannak jelen).

Nyilvánvaló az is, hogy egy ilyen összetételnél valószínűleg több stabilizátort kell adagolni ( a német előírásban 1,5% – a maximum), de valamit valamiért.

4.4. ÉRTÉKELÉS

Látható, hogy az átgondolt követelménylista tulajdonképpen elég egyszerű gondolatmeneten alapszik és az eredmények nagymértékben igazolták azokat.

Nem látom lehetetlennek, hogy konkrét projektek, projektcsoportok esetében hasonló logikával a műszaki megfelelőség és egyidejűleg a gazdasági szempontok is kielégíthetők legyenek.

4.5. KORREKT VÁLLALKOZÁSI KÖRNYEZET

A leírt követelményeknek költségkihatása is van, ezért nyomatékos véleményem szerint ezeket a kiírásban már hangsúlyozottan szerepeltetni kell, mert az a vállalkozó számára fontos.

Ebből viszont az is következik, hogy a „technológia a vállalkozó dolga” kijelentés helytelen, bizony azt nagy részben determinálni kell, előre.

Az a kérdés, hogy ezt ki csinálja … és máris előkerül a rendszer problémája.

5. KITÉRŐ – A MŰSZAKI FEJLESZTÉS KÉRDÉSE

Az esettanulmányt vizsgálva igazából a keréknyomképződési kritérium az, ami szakmailag „új” lehet az olvasó számára.

A kritérium először 2007 – ben lett publikálva, majd számos helyen és időben hazánkban, de külföldön is.

Az alapvizsgálatok egy ipari műhelyben készültek és semmiféle titok nem övezte az eredményeket.

Nos, ahhoz képest, hogy egy működő és viszonylag egyszerűen vizsgálható kritériumrendszerről van szó, különösebb érdeklődést nem váltott ki (azon körön kívül, ahol létrejött), ez is a rendszer hibájának tekinthető.

6. A KIVITELEZÉS

A kivitelezéssel kapcsolatban most csak utalok a 2016. november 25.-i bejegyzésemre, ahol – német példán keresztül – kivitelezés ellenőrzési módszerekről is írok.

Megkerülhetetlennek érzem ellenőrzési módszereink nagymértékű megújítását.

7. Összefoglalás

Az itt leírtakkal az volt a szándékom, hogy világossá tegyem:

• az előírás önmagában kevés a kellő teljesítmény eléréséhez
• elengedhetetlen egy, elvileg tiszta gondolatmenet a teljesítmény/szükséglet mérleg megvonásához
• a gondolatmenetben kell meghozni – előre – a megfelelő kompromisszumokat a keverék megtervezéséhez

Ezt a munkát nem lehet, nem szabad megspórolni.