Powszechne mity na temat betonu

Drogi betonowe są rozwiązaniem spotykanym o wiele częściej w krajach rozwiniętych niż w krajach rozwijających się. Do krajów posiadających najlepiej rozwiniętą infrastrukturę wybudowaną w technologii betonowej, należą Stany Zjednoczone, Kanada, Niemcy, Austria czy Belgia. Niewątpliwie są to kraje, które należą do najbogatszych na świecie - oceniając choćby po wartości PKB.

Tego typu głosy pojawiają się bardzo rzadko i jest to akurat jeden z najmniej rozpowszechnionych mitów dotyczących betonu. Na rynku istnieje szeroki konsensus co do niższych kosztów utrzymania drogi betonowej w porównaniu do kosztów utrzymania drogi asfaltowej.
Naturalnie, z reguły co kilkanaście lat nawierzchnię betonową należy uszorstnić, ale koszty takiej operacji są bez porównania niższe niż koszty renowacji asfaltu. W momencie, gdy co 10 lat (w najlepszym przypadku) konieczna jest wymiana warstwy ścieralnej asfaltu, konserwacja betonu może ograniczyć się do odświeżenia tekstury nawierzchni, jeśli stwierdzono by jej większą śliskość.

W przeciwieństwie do asfaltu, w betonie nie tworzą się koleiny i wyrwy. W konsekwencji woda jest w naturalny sposób odprowadzana z nawierzchni i nie zalega na niej. Na odpowiednio skonstruowanych i pielęgnowanych jezdniach betonowych (nawet tych dawno wybudowanych) nie występuje zjawisko akwaplanacji, czyli utraty przyczepności podczas jazdy po nawierzchni pokrytej wodą, które dotyka kierowców na nawierzchniach asfaltowych.

Cena końcowa nawierzchni zależy od bardzo wielu czynników, m.in. lokalizacji, przeznaczenia drogi, obciążenia ruchem. Ceny nawierzchni betonowych na etapie budowy są porównywalne do cen nawierzchni asfaltowych, a nawet niższe w przypadku ruchu ciężkiego. Odsyłamy w tym miejscu do kalkulatora drogowego, który umożliwia porównanie kosztów budowy drogi w technologii asfaltowej i betonowej.
Niskie koszty utrzymania sprawiają, że w cyklu życia drogi nawierzchnie betonowe są wyborem bardziej uzasadnionym ekonomicznie. Co kilkanaście lat nawierzchnię betonową należy wprawdzie uszorstnić, ale wymaga to znacznie mniejszych nakładów finansowych, niż na renowację asfaltu. Wymiana warstwy ścieralnej asfaltu jest konieczna co najmniej raz na 10 lat. Konserwacja betonu może się tymczasem ograniczyć do odświeżenia tekstury nawierzchni, o ile zostanie stwierdzona jej zwiększona śliskość.
Na korzyść betonu cementowego przemawiają także bardzo dynamiczne wahania cen ropy, które sprawiają, że budżetowanie projektów z wykorzystaniem asfaltów jest bardzo utrudnione. Ceny cementu i betonu utrzymują się tymczasem od lat na zbliżonym poziomie. Uwzględniając przy tym niskie koszty transportu oraz brak ryzyka walutowego (które muszą ponosić importerzy ropy naftowej), otrzymujemy pełen obraz korzyści ekonomicznych związanych z zastosowaniem nawierzchni betonowych.

Przedstawiony poniżej wykres prezentujący badania Politechniki Białostockiej doskonale pokazuje, jaki poziom dźwięku jest wytwarzany podczas jazdy po różnych nawierzchniach. Nawet przy najniższej prędkości uwzględnionej w badaniu (110km/h), różnica między najcichszym asfaltem (BA16), a najgłośniejszym betonem (BC PR) wynosi zaledwie 3dB. Tymczasem beton wzdłużnie zacierany (BC WZ) i najcichszy asfalt generują niemal identyczny poziom hałasu.


Źródło: Gardziejczyk, W. (2007) Wpływ technologii wykonania warstwy ścieralnej na poziom hałasu od przejeżdżających pojazdów, Politechnika Białostocka.

W przypadku terenów z gęstą zabudową, na których dopuszczalna prędkość jest niższa, różnice w poziomie hałasu są niemal niezauważalne, ze względu na inne odgłosy towarzyszące ruchowi ulicznemu.

Zarówno w przypadku nawierzchni asfaltowych jak i betonowych, jedynym sposobem dokonania naprawy (np. pękniętej rury) jest skucie istniejącej nawierzchni na niewielkim wycinku i położenie nowej po zakończeniu prac. Podczas układania nowej nawierzchni betonowej po zakończeniu naprawy, CEMEX Polska korzysta z domieszek przyspieszających wiązanie betonu, dzięki czemu dany odcinek może zostać oddany do ruchu w czasie porównywalnym z oddaniem odcinka asfaltowego. W przypadku instalacji nowej infrastruktury pod powierzchnią drogi, dzięki dostępnym technologiom, takie prace wykonywane są za pomocą nieinwazyjnej metody przeciskowej (przewiert pod powierzchnią drogi), która nie powoduje konieczności naruszania jezdni.

Od 1995 roku powszechnie stosuje się (zwłaszcza na drogach o kategorii ruchu KR3 i wyższych) dyble i kotwy, które sprawiają, że nawierzchnia drogi lepiej pracuje, dzięki czemu płyty nie ulegają klawiszowaniu. Zastosowanie dybli pozwala również na zmniejszenie poziomu hałasu emitowanego przez pojazdy, dzięki czemu jest on porównywalny z tym na nawierzchni bitumicznej. Pracę dybla (zaznaczony na czerwono) przedstawia poniższy rysunek.
 

Źródło: road.pl

Utrzymanie wysokiej jakości nawierzchni betonowej wymaga oczywiście pielęgnacji. Wspomniana pielęgnacja jest wyraźnie tańsza niż remonty nawierzchni asfaltowych.

Słabsza widoczność oznakowania poziomego wynika z dużo jaśniejszej powierzchni betonu. Kontrast między oznakowaniem poziomym, a nawierzchnią drogi można jednak w łatwy sposób zwiększyć. Inspirację możemy zaczerpnąć na przykład z Wiednia.


Źródło: EUPAVE

Na nawierzchni drogi można zastosować farbę lub oznakowanie grubowarstwowe. Farbę stosuje się głównie na lotniskach, czasami także na drogach lokalnych charakteryzujących się mniejszymi wymaganiami dotyczącymi odblaskowości, czy szorstkości. Farba nieco lepiej sprawdza się na asfalcie, gdyż jest on bardziej porowaty, niż beton. Nie występuje różnica w cenie.
Na drogach wyższej kategorii - autostrady i drogi ekspresowe - zarówno asfaltowych jak i betonowych powszechnie stosuje się oznakowanie grubowarstwowe. W przypadku betonu cementowego do kosztów wykonania oznakowania należy doliczyć około 10 zł za każdy metr kwadratowy - wynika to z konieczności usunięcia z powierzchni betonu mleczka cementowego.
Biorąc jednak pod uwagę wydatek inwestycyjny jakim jest budowa lub remont drogi, koszt wykonania oznakowania poziomego stanowi niski udział w kosztach. Nieco wyższe środki przeznaczone na oznakowanie są rekompensowane przez inne zalety betonu, które pozwalają na oszczędności przy okazji realizacji inwestycji i dalszej pielęgnacji drogi.

Beton przygotowany zgodnie z polską normą, zawierający właściwą ilość cementu oraz odpowiednio napowietrzony z łatwością wytrzyma działanie soli. Przygotowanie takiej mieszanki to standard w renomowanych wytwórniach betonu. W CEMEX Polska wytrzymałość na działanie soli jest stale monitorowana prez laboratoria.
Wszystkim, którzy chcą uzyskać więcej informacji o mrozoodporności betonu cementowego polecamy książkę dr hab. inż. Zbigniewa Rusina "Technologia betonów mrozoodpornych" oraz artykuł Marty Kalisty i Doroty Małaszkiewicz "Mtody badania mrozoodporności betonów. Ocena mrozoodporności betonu z cementem hutniczym".

Pękanie to naturalne zjawisko dla tego typu nawierzchni. Mimo pękania, jakość i trwałość drogi pozostają takie same.
Betonowa nawierzchnia "pracuje", a objawia się to zmianami na powierzchni betonu. Dlatego też, zgodnie z ogólnie przyjętym standardem, na nawierzchniach betonowych najczęściej wymusza się spękania w określonych miejsach poprzez nacinanie nawierzchni, czyli tworzenie tzw. dylatacji. Dylatacje są w specjalny sposób uszczelniane, a uszczelnienia co kilka lat podlegają wymianie.
Czasami, tak jak w przypadku eksperymentalnego odcinka drogi krajowej nr 2, dylatacje nie zostały zastosowane. Beton cementowy o zbrojeniu ciągłym eliminuje wówczas konieczność wykonania sztucznych dylatacji poprzecznych, podnocząc tym samym komfort jazdy oraz obniżając koszty utrzymania nawierzchni. Powstaja wówczas nieregularne mikropęknięcia, które nie wpływa na bezpiecześtwo jazdy oraz jakość nawierzchni.


Źródło: Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad

Beton to nawierzchnia sztywna, a asfalt - nawierzchnia podatna. Elastyczność asfaltu przynosi minimalne korzyści dla zawieszenia pojazdu, natomiast oszczędności wynikające z mniejszego zużycia paliwa na nawierzchni betonowej są bardziej wymierne.
Elastyczność asfaltu sprawia także, że wykonane z niego nawierzchnie są bardziej podatne na odkształcenia. One z kolei mogą uszkodzić zawieszenie znacznie bardziej niż sztywna jezdnia betonowa.

Z pewnością beton ma wiele zalet na drogach o wysokiej intensywności ruchu, ale jego zastosowanie na drogach o znaczeniu lokalnym ma także wiele zalet - zwłaszcza biorąc pod uwagę to, że nawet drogi lokalne są często poddawane próbom przewyższającym projektowaną wytrzymałość. Budulec, jakim jest beton, zachowuje wszystkie swoje przewagi, także na drogach lokalnych. Jest trwalszy, przez co generuje znaczne oszczędności w czasie użytkowania, jest też tańszy już na etapie budowy. Podobnie, kwestie bezpieczeństwa, czy ochrony środowiska przemawiają na korzyść betonu także na drogach o zasięgu lokalnym.

Nie istnieją wiarygodne badania porównawcze, które są w stanie dowieść tej zależności. Na żywotność opon ma tymczasem wpływ wiele czynników:

• Waga samochodu i obłożenie pasażerami (im samochód cięższy, tym szybsze zużycie)
• Ciśnienie powietrza w oponach (im wyższe ciśnienie – w rozsądnych granicach – tym wyższa żywotność)
• Rotacja opon – praktyka polegająca na zmianie rozmieszczenia poszczególnych sztuk opon w samochodzie (np. wymiana opon tylnich i przednich) – zwiększa żywotność
• Nieprawidłowe wyważenie opon przyspiesza ich zużycie
• Styl jazdy – gwałtowne przyspieszanie, jazda “zygzakiem”, częste hamowanie przyspieszają niszczenie ogumienia.

W tym kontekście należy także pamiętać, że użytkownicy dróg czerpią wymierne korzyści z jazdy po nawierzchniach betonowych. To przede wszystkim oszczędności wynikające z mniejszego zużycia paliwa (ok 2-3% przy samochodach osobowych, a przy samochodach ciężarowych nawet kilkanaście procent) oraz większego bezpieczeństwa - mniej wypadków drogowych.