W ciągu ostatnich 25 lat drastycznie zmieniła się sytuacja w polskim drogownictwie. Technologie budowy dróg stale ewaluują, próbując nadążyć za rosnącym natężeniem ruchu. Program Budowy Dróg Krajowych na lata 2014-2023 (z perspektywą do 2025 roku) zakłada dalszą intensywną rozbudowę sieci dróg krajowych i autostrad. Zgodnie z tym planem może powstać nawet do 3900 km nowych odcinków dróg krajowych i autostrad. Terminy realizacji kontraktów są krótkie, a wymagania jakościowe wysokie, co w połączeniu z trudnymi warunkami klimatycznymi w Polsce i ograniczonym sezonem budowlanym stawia ogromne wyzwania przed dzisiejszymi budowniczymi. Sytuacja ta powoduje, że coraz większa odpowiedzialność i presja ciążą na wykonawcach nawierzchni. Jak sprostać tym wymaganiom? Co zrobić, aby zmniejszyć ryzyko związane z wykonawstwem i zapewnić, że droga przetrwa bez usterek okres eksploatacji założony w projekcie? Czasami warto skorzystać ze sprawdzonych rozwiązań.

W trakcie XXXI Seminarium PSWNA podczas sesji „Dobre praktyki w drogownictwie” zaprezentowane zostały ciekawe doświadczenia z budowy autostrady A1 i wnioski na temat czynników, które doprowadziły do sukcesu tego projektu. Aby uzyskać wysoką jakość produktu, niezbędne są zaangażowanie i współpraca wszystkich stron procesu, a więc inwestora, projektanta i wykonawcy oraz nadzoru. Bez takiej współpracy i wspólnej odpowiedzialności przedsięwzięcie jest skazane na porażkę. Należy więc od samego początku realizacji projektu dbać o partnerskie relacje pomiędzy stronami i zrozumienie jasno postawionego celu, jakim jest wybudowanie drogi o wysokiej jakości, spełniającej współczesne standardy w zakładanym czasie i budżecie. Najważniejszym czynnikiem prawidłowej realizacji kontraktu jest właściwa komunikacja. Przed przystąpieniem do prac warto upewnić się, czy każdy pracownik dokładnie wie, co ma robić, czy rozumie cel swojej pracy oraz czy ma świadomość konsekwencji błędów wykonawczych. Najważniejsze, aby zbudować zaangażowany zespół, w którym istnieje współpraca na każdym szczeblu organizacji. Każdy pracownik powinien mieć świadomość wspólnego, jasno postawionego celu oraz swojego wpływu na jego realizację. Istotne jest, aby wykonawca posiadał wewnętrzny system kontroli jakości, a następnie przekonał nadzór i inwestora o rzetelności tego systemu. Kluczową rolę w kontroli jakości odgrywa laboratorium, dysponujące nie tylko niezbędnym sprzętem badawczym, ale przede wszystkim dobrze przeszkoloną kadrą technologów i laborantów. Odpowiednio umocowane w organizacji, profesjonalne laboratorium to niezbędny element na drodze do sukcesu i niejako serce organizacji nastawionej na jakość. Rzetelna ocena ryzyka wraz z ustaleniem sposobu jego mitygacji to kolejny ważny punkt przy realizacji kontraktu. Świadome zarządzanie ryzykiem pozwala uniknąć wielu zagrożeń i sytuacji kryzysowych.

Dobry projekt konstrukcji nawierzchni a gwarancja trwałości.

Podstawą sukcesu jest właściwe zaprojektowanie konstrukcji nawierzchni i harmonogramu prac utrzymaniowych oraz dobór odpowiednich technologii, tzw. projektowanie funkcjonalne. Wybór technologii i rodzaju mieszanki mineralno-asfaltowej oraz materiałów wsadowych powinien uwzględniać: planowane natężenie ruchu, zakładaną trwałość nawierzchni oraz warunki klimatyczne panujące w strefie, w której występuje droga. Nie należy stosować tzw. twardych asfaltów w strefach wysokich mrozów ani zbyt miękkich w miejscach, gdzie panują upalne lata. Ilość i rodzaj lepiszcza są bardzo istotne przede wszystkim ze względu na trwałość zmęczeniową. Na przywołanym powyżej kontrakcie A1 zastosowanie polimeroasfaltów w dwóch warstwach: ścieralnej i wiążącej konstrukcji nawierzchni, spowodowało wzrost jej trwałości o około 24%. Trwałość zmęczeniowa nawierzchni o łącznej technologie grubości warstw bitumicznych 27 cm, gdzie asfalt modyfikowany byłby zastosowany jedynie w warstwie ścieranej, wyniosłaby 12,78 mln przejść osi obliczeniowej o nacisku 115 kN. Zastosowanie asfaltu modyfikowanego w warstwie ścieralnej i wiążącej wydłużyło trwałość zmęczeniową ww. nawierzchni do 16,9 mln przejść osi obliczeniowej o nacisku 115 kN. Ciekawostką było również zastosowanie na tym projekcie bogatej w lepiszcze podbudowy asfaltowej o zwiększonej trwałości. Doświadczenia z eksploatacji dróg pokazują, że nie warto oszczędzać na jakości materiałów, bo prawie zawsze odbija się to niekorzystnie na trwałości nawierzchni, a koszt naprawy usterek może znacznie przekroczyć oszczędności poczynione z racji doboru tańszych materiałów. Obecnie istnieje szereg nowych technologii zapewniających dłuższą żywotność drogi. Są to m.in. bogate w asfalt mieszanki drobnoziarniste, o zwiększonym module sztywności i wysokiej trwałości zmęczeniowej. Zastosowanie nowej generacji asfaltów bardzo wysoko modyfikowanych czy asfaltów modyfikowanych gumą pozwala znacznie przedłużyć cykl życia nawierzchni.

Planowanie i realizacja prac oraz nowoczesne technologie. 

Innym ważnym czynnikiem jest umiejętne planowanie i konsekwentne podążanie za harmonogramem. W Polsce kwestie planowania są niedoceniane, pokutuje tzw. pospolite ruszenie, co nie sprzyja dobrej jakości. Kończy się to tym, że najważniejsze roboty bitumiczne wykonywane są w miesiącach zimowych, w których mróz bądź opady utrudniają ich prawidłowe wykonanie. Na szczęście w obecnych czasach istnieją już technologie umożliwiające prawidłowe ułożenie i zagęszczenie nawierzchni w okresie niskich temperatur czy też silnych wiatrów. Warto wspomóc się nowoczesnymi technologiami, dodatkami chemicznymi bądź gotowymi lepiszczami poprawiającymi urabialność mieszanek mineralno-asfaltowych w trudnych warunkach klimatycznych. Wykorzystanie tego typu technologii pozwala również ustrzec się w okresie późnej jesieni czy zimy przed nagminnym błędem występującym w czasie produkcji MMA, jakim jest przegrzewanie mieszanek. Trzeba mieć świadomość, że przekraczanie temperatur zalecanych przez producentów lepiszczy prowadzi do przepalenia i przesztywnienia mieszanek, a w konsekwencji do skrócenia trwałości nawierzchni. Bieżąca kontrola temperatury na każdym etapie produkcji i wbudowywania powinna być niezbędnym elementem na każdej budowie. Warto pamiętać, że nawet dobór najwyższej jakości materiałów nie gwarantuje sukcesu, jeśli nie zostanie przypieczętowany fachowym wykonawstwem. Życie mieszanki mineralno-asfaltowej zaczyna się na WMB. Należy więc dopilnować, aby wytwórnia była właściwie zorganizowana i aby panował na niej porządek, a produkcja odbywała się pod ciągłym nadzorem laboratorium. Wszystkie kruszywa powinny znajdować się w czytelnie opisanych zasiekach, aby zminimalizować ryzyko pomyłki operatora ładowarki. Prawdziwym skarbem jest dobry i świadomy operator wytwórni. To w jego rękach spoczywa wyprodukowanie mieszanki zgodnie z „receptą”. Przy wykonywaniu nawierzchni asfaltowej bardzo ważne są kwestie logistyki. Niezbędne jest zapewnienie ciągłości dostaw mieszanki mineralno-asfaltowej, gdyż układanie nawierzchni powinno odbywać się bez przestojów przy jednostajnej prędkości rozściełacza – ma to niewątpliwie wpływ na równość i jednorodność nawierzchni oraz jej prawidłowe zagęszczenie. Należy minimalizować liczbę połączeń działek roboczych, tzw. szwów. Każde takie połączenie jest miejscem potencjalnie słabszym – narażonym w przyszłości na silniejsze oddziaływanie wody i mrozu, a co za tym idzie – na spękania. Oczywiście takich połączeń nie da się uniknąć, trzeba więc zadbać o to, by wykonane zostały z najwyższą starannością i zgodnie ze sztuką inżynierską. 

Właściwa sczepność międzywarstwowa

Podczas układania kolejnych warstw nawierzchni niezmiernie ważne jest zapewnienie dobrej sczepności między warstwami konstrukcji. W przeciwnym razie nie zostanie osiągnięta projektowana nośność i trwałość nawierzchni, gdyż każda z warstw będzie pracować osobno. W tym celu należy zadbać o czystość nawierzchni i skropienie jej przed ułożeniem kolejnej warstwy zalecaną ilością właściwie dobranej emulsji. Niewłaściwa ilość emulsji bądź nieodparowanie z niej wody powodują słabą sczepność lub jej brak, co można łatwo i szybko zweryfikować w teście ścinania przeprowadzonym przez laboratorium. Wadliwe połączenie międzywarstwowe warstw asfaltowych zmniejsza sztywność układu warstw nawierzchni. W konsekwencji prowadzi to do zwiększenia ugięć nawierzchni i wzrostu poziomych odkształceń na spodzie warstw asfaltowych, co powoduje obniżenie trwałości zmęczeniowej nawierzchni.

Podsumowanie

Stoimy u progu nowej perspektywy budowy dróg. Wyzwaniem dla branży jest najwyższa jakość przekładająca się na trwałość nawierzchni. Podstawą powodzenia jest umiejętne wykorzystane posiadanych doświadczeń oraz nowoczesnych technologii. Przepis na sukces to świadome zarządzanie całym procesem budowlanym: przemyślana polityka jakościowa i umiejętność mitygacji ryzyk poprzez właściwą organizację i wykorzystanie innowacyjnychtechnologii. Ważne, aby zadania wykonywane były dobrze już za pierwszym razem. Najważniejsze, aby zbudować zespół składający się ze wszystkich uczestników procesu budowlanego, w którym znajdą się wspaniali kompetentni i zaangażowani ludzie, konsekwentnie realizujący politykę jakości na wszystkich płaszczyznach, tworzący monolit tak jak dobrze wykonana i „sklejona” nawierzchnia asfaltowa.

Agnieszka Kędzierska, LOTOS Asfalt

Artykuł dostępny w magazynie Autostrady nr 1, 2016 r.