Kuria atsparias dangas
Šiuo metu kuriamas kelių dangos konstrukcijos skaičiavimo modelis, kuris įvertins fizines, mechanines medžiagų ypatybes ir konkrečias klimato bei apkrovų sąlygas. Kitų inžinerinių statinių dangoms, pavyzdžiui, oro uostų kilimo–tūpimo takų, peronų, jūrų uostų krantinių, terminalų, sandėliavimo aikštelių, nėra apibrėžtų projektavimo normų ar gairių. Todėl šių dangų konstrukcijos parenkamos remiantis Lietuvos ar užsienio šalių patirtimi. Kita svarbi problema yra ypatingųjų apkrovų poveikis specifinėse susisiekimo komunikacijų zonose: oro uostų peronuose, jūrų uostų krantinėse, terminaluose, sandėliavimo aikštelėse.
Vilniaus Gedimino technikos universiteto Aplinkos inžinerijos fakulteto Kelių katedros vedėjas ir Kelių tyrimo instituto direktorius dr. Audrius Vaitkus sakė, kad šiuo metu įgyvendinamas projektas taškinėms statinėms ir dinaminėms apkrovoms atsparių dangų konstrukcijoms, pritaikytoms besikeičiančio klimato sąlygoms sukurti.
Provėžų problemos sprendimai
2012 metais atliktas vadinamųjų provėžų susidarymo Vilniaus miesto gatvėse tyrimas: ištirtos labiausiai provėžomis pažeistos sostinės gatvės, nustatytos provėžų susidarymo priežastys ir pasiūlyti racionalūs, optimalūs ištirtų dangų rekonstravimo būdai.
„Provėžų problema ypač aktuali miestų teritorijoje, nes gatvių dangų eksploatacijos ir funkcionavimo sąlygos skiriasi nuo užmiesčio kelių dangų. Pirmiausia todėl, kad miestų teritorijose eismo sąlygos smarkiai skiriasi nuo užmiesčio“, – aiškino A. Vaitkus.
Miestų gatvėmis juda ir sunkiojo krovininio, ir viešojo transporto priemonės: autobusai, troleibusai. Atlikus specifinius dangos konstrukcijos tyrimus nustatyta, kad provėžų forma asfalto dangos paviršiuje skiriasi priklausomai nuo deformuotų asfalto dangos sluoksnių skaičiaus. Šiai problemai spręsti buvo pasiūlyta taikyti užsienio šalyse pasitvirtinusius plastinėms deformacijoms atsparius aukšto modulio asfalto mišinius. Jų standumas ir atsparumas provėžoms yra kur kas didesnis nei įprastų asfalto mišinių, naudojamų gatvių dangoms įrengti. Todėl klojamų sluoksnių storis gali būti sumažinamas iki 15–30 proc.
Pasiūlyta pigesnė technologija
Atsižvelgiant į tai, kad gatvių priežiūrai skiriamų lėšų nepakanka, tam tikrais atvejais pasiūlyta taikyti karštojo pakartotinio perdirbimo technologiją. Ji yra gerokai pigesnė už tradicinio remonto technologiją.
„Labai svarbu laiku ir tinkamai atlikti gatvių dangų priežiūros darbus ir dar ankstyvoje provėžų susidarymo stadijoje imtis remonto. Pradelsus suremontuoti, gatvių danga greičiau degraduoja, trumpėja gatvių eksploatavimo laikas“, – kalbėjo A. Vaitkus. Taikant karštojo pakartotinio perdavimo technologiją rekomenduojama remontuoti viršutinio asfalto sluoksnio provėžas, išilgines prijungtis, išilginius plyšius, jų tinklus.
Taikant karštojo pakartotinio perdirbimo technologiją pažeista asfalto danga įkaitinama iki maždaug 150 laipsnių karščio. Įkaitinta asfalto danga frezuojama iki reikiamo, dažniausiai iki 4 centimetrų, gylio. Į įkaitinto ir frezuoto asfalto mišinį dedamas naujas asfalto mišinys. Nufrezuotasis ir naujas asfaltas sumaišomas ir paklojamas, tankinamas kombinuotu volu. Pasitelkiant karštojo pakartotinio perdirbimo technologiją šiais metais suremontuota sostinės Ukmergės gatvė bei kitos.
Tęsdami mokslinius tyrimus ir ieškodami tinkamiausių, ekonomiškai efektyvių kelių dangos konstrukcijų, mokslininkai kelių dangų konstrukcijų darbą realiomis sąlygomis bando įvertinti ieškodami naujesnių, patvaresnių medžiagų bei jų mišinių. Augant kainoms ieškoma naujų, pigesnių vietos medžiagų ir jų mišinių naudojimo galimybių tiesiant, rekonstruojant ir taisant magistralinius kelius bei miestų gatves.
2007 metų pabaigoje netoli Vilniaus esančiuose Pagiriuose buvo įrengtas bandomasis eksperimentinių dangų konstrukcijų ruožas – iš 27 skirtingų dangų konstrukcijų. Bendras ruožo ilgis – 710 metrų. Kiekvienam kelio dangos konstrukcijos sluoksniui panaudotos skirtingos medžiagos. Eksploatuojant kelią buvo atliekami ilgalaikiai tyrimai, jų metu analizuoti ir vertinti eksploataciniai bei laikomosios gebos rodikliai, analizuotas teorinių modelių atitikimas realioms sąlygoms, vertintas kelio degradacijos procesas.
Žvyrkelių gerinimas
Daugelyje pasaulio šalių žvyrkeliai sudaro nemažą automobilių kelių tinklo dalį. Lietuvoje net 35,8 proc. valstybinės reikšmės kelių padengta žvyro danga. Tokių dangų eksploatacija reikalauja didelių investicijų.
Anot Kelių tyrimo instituto vadovo A. Vaitkaus, tokioms dangoms pagerinti tikslinga įrengti dvisluoksnį paviršiaus apdarą – DPA (angl. double otta seal). Toks apdaras įrengiamas jau ant esamos žvyro dangos arba ant papildomai įrengto pagrindo sluoksnio. Šį paviršiaus apdarą sudaro du sluoksniai iš rišiklio ir mineralinės plačios frakcijos medžiagos. Pirmas sluoksnis įrengiamas išpurškiant rišiklį, t. y. bitumo emulsiją, ir ant viršaus paskleidžiant mineralinių plačios frakcijos medžiagų sluoksnį. Mineralinės medžiagos grūdeliai į rišiklį įspaudžiami pasitelkiant pneumatinį volą lygiomis padangomis. Antras sluoksnis klojamas analogiškai, praėjus 8–12 savaičių nuo pirmojo įrengimo.
Pasak A. Vaitkaus, visiškai ir kokybiškai įrengto DPA eksploatavimo laikotarpis gali siekti iki 12–15 metų, todėl tai yra puiki alternatyva spręsti nesurištųjų dangų eksploatavimo problemas. Vis dėlto šio sprendinio efektyvumas labai priklauso nuo kitų priimtų projektinių sprendinių: vandens nuvedimo sistemos, dangos konstrukcijos parinkimo, laikomosios pagrindo sluoksnio gebos, keliamų reikalavimų įrengimo technologijai išpildymo, projektinės apkrovos.
Stiklo kelias
Paviršiaus apdaras – tai kelio dangos padengimas plonu sluoksniu, susidedančiu iš ne mažiau kaip vieno rišamosios medžiagos sluoksnio ir skaldelės sluoksnio. Įprastu būdu paviršiaus apdaras įrengiamas klojant sluoksnį rišamosios medžiagos ir užpilant jį skaldele.
Prieš pusantrų metų mūsų šalies kelininkai įdiegė naują stiklo pluoštu armuotą kelio paviršiaus apdaro įrengimo technologiją. Ji sėkmingai pritaikyta atnaujinant dangą kelyje Panevėžys–Rokiškis–Zarasai–Daugpilis 4 kilometrų kelio ruože Panevėžio rajone.
„Paviršiaus apdaras yra labai svarbus kelio konstrukcijos priežiūrai, nes apsaugo dangos paviršių nuo drėgmės įsiskverbimo, neigiamo kitų oro sąlygų poveikio. Įrengus paviršiaus apdarą pagerinama kelio dangos būklė, nes sumažėja jos defektų, pagerėja matomumo sąlygos naktį ir drėgnu oru, kelio paviršius tampa atsparesnis slydimui arba šliaužimui“, – sakė bendrovės „Panevėžio keliai“ techninis direktorius Vilius Gražys.
Įdiegus naująją technologiją paviršiaus apdaras įrengiamas paklojant pirmąjį rišamosios medžiagos sluoksnį, modifikuotą bitumo emulsiją, ant jo paskleidžiant sukapotą stiklo pluoštą, po to klojant antrą rišamosios medžiagos sluoksnį. Paskutiniame etape pilama skaldelė ir sutankinama. Ši paviršiaus apdaro įrengimo technologija leidžia atsisakyti išlyginamojo sluoksnio įrengimo, o tai yra būtina naudojant įprastą technologiją. Be to, stiklo pluoštu armuotas paviršiaus apdaras yra atsparesnis ir ilgaamžiškesnis.
Po penkerius metus Estijoje stebėtų bandomųjų stiklo pluoštu armuoto paviršiaus apdaro įrengimo darbų prieita prie išvados, kad stiklo pluoštu sustiprintas paviršiaus apdaras dar labiau prailgina kelio eksploatacijos laikotarpį ir tinka naudoti mūsų klimato sąlygomis.
Minkštasis asfaltas
Dar viena novatoriška asfalto dangos įrengimo technologija – vadinamasis minkštasis asfaltas. Daugiausia patirties naudojant jį turi Suomija ir Švedija. Būtent šiųdviejų šalių techniniuose dokumentuose nurodyti minkštojo asfalto reikalavimai.
Trumpai apibūdinti minkštąjį asfaltą galima taip: jis sudarytas iš mineralinių medžiagų, iš dalies mažo mikroužpildo ir bituminio rišiklio kiekio. Šio tipo asfalto mišinio gamybai naudojamas minkštas V6000 arba V12000 markės bitumas. Dėl minkšto bituminio rišiklio minkštojo asfalto mišinio gamybos procesai – maišymas, klojimas ir tankinimas – atliekami žemesnėje nei įprasta (90–120°C) temperatūroje. Tankinimo metu dangos paviršius turi būti pabarstomas skaldos atsijomis, kad asfalto mišinys nekibtų prie volų ratų.
„Karštas ant karšto“
2008 metais atliekant valstybinės reikšmės krašto kelio Daugpilis–Rokiškis–Panevėžys ruožo nuo 101 iki 106 kilometro dangos stiprinimo darbus pritaikyta tuo metu ne tik Lietuvoje, bet ir kitose Europos Sąjungos šalyse nauja technologija, specialistų vadinama „karštas ant karšto“. Pagrindinis jos ypatumas yra tai, kad apatinis asfalto sluoksnis klojamas ir tankinamas klotuvu, atsisakant tankinimo plentvoliu, o antras klotuvu klojamas ir tankinamas iš karto, apatiniam sluoksniui nespėjus atvėsti.
Taikant įprastas asfalto sluoksnių klojimo technologijas pirmas asfalto sluoksnis ant kelio pagrindo paklojamas klotuvu ir iki reikiamo atsparumo sutankinamas volais. Tada pirmas asfalto sluoksnis padengiamas specialia rišamąja medžiaga – bitumo emulsija, kad antras klojamas asfalto sluoksnis geriau sukibtų su pirmuoju. Taikant metodą „karštas ant karšto“ galima visiškai atsisakyti rišamosios medžiagos – bitumo emulsijos. O abu asfalto sluoksniai ne tik susiklijuoja, bet ir sukimba vienas su kitu, taip didindami kelio dangos atsparumą.
Ekonominiu požiūriu šią technologiją Lietuvoje galima nesunkiai pritaikyti, nes jai galima naudoti įprastus asfalto klotuvus – tik modifikuotus. Pats svarbiausias tokio modifikuoto klotuvo elementas – aukšto laipsnio tankinimo plokštė, kuri taip sutankina pirmąjį sluoksnį, kad kitas klotuvas gali iš paskos važiuoti juo dar karštu.
Ši technologija leidžia pakloti nuo 3 iki 8,5 metro pločio dviejų sluoksnių asfalto juostą be jungiamosios siūlės. Sutrumpėja laikas užduočiai atlikti, galima atsisakyti rišamųjų medžiagų, o sukibimo laipsnis tarp dviejų asfalto sluoksnių tampa didesnis ir garantuoja kelio dangos ilgaamžiškumą. Beje, ši technologija reikalauja specialios sudėties asfalto masės, kurią gali tiekti Lietuvoje veikiančios kelių statybos medžiagų gamybos bazės, o viršutinis asfalto sluoksnis, vadinamasis dėvėjimosi, klojamas daug plonesnis nei įprasta, dėl to mažėja savikaina. Tačiau nauja technologija netaikoma vietovėse, kur kelio nuolydis yra labai didelis, o posūkiai – itin staigūs.
Gabionai šlaitams tvirtinti
Sudėtingos reljefo sąlygos Rytų Lietuvoje kelių statytojus verčia ieškoti naujų sprendimų, kaip išlyginus vertikalųjį kelio horizontą sutvirtinti kelią juosiančių kalvų šlaitus. Geotekstilės ir geotinklų naudojimas šioje srityje yra veiksmingas, tačiau jis neišsprendžia problemos, kai šalia kelio yra iškilusios itin stačios kalvos. Kalvų nukasimas pažeistų unikalų vietovės reljefą, todėl vengiant paviršiaus erozijos metu galimų nuošliaužų ir įgriuvų Europos šalyse tokiomis aplinkybėmis taikoma šlaitų sutvirtinimo gabionais technologija.
Gabionai – tai inžinerinis statinys, suprojektuotas kaip atraminė sienutė, kuri sulaiko gruntą nuo nuslydimo, paplovimo, erozijos, atsirandančios veikiant oro sąlygoms. Tai suvirinto vielos tinklo krepšys, užpildytas stambios frakcijos skalda. Užpildo medžiaga gali būti ir granitas, kalkakmenis ar trupintas betonas. Gabionų dėžės tarpusavyje suvirinamos. Sukibusių elementų sistema sudaro savotiškas atramines sienutes.
Lietuvoje gabionai tiesiant kelius pirmą kartą panaudoti rekonstruojant transeuropinio tinklo magistralinio kelio Kaunas–Zarasai–Daugpilis ruožą nuo 134 iki 137 kilometro. Kelio rekonstrukciją atlikusios bendrovės „Panevėžio keliai“ techninis direktorius V. Gražys sakė, kad konkrečioje situacijoje siaura kelio juosta neleido įrengti įprastų iškasų. Todėl teko rinktis mūsų šalyje tuomet dar neišbandytą, bet tinkamiausią gabionų sistemos būdą. Modulinės tokių sienų struktūros vienetams būdingas stiprumas užtikrina struktūros ir matmenų stabilumą, o esant būtinybei lankstumo laipsnis padeda prisitaikyti prie žemės judėjimo ir slūgimo.
2012 metais baigtas įgyvendinti projektas, kurio metu kelyje Kupiškis–Utena rekonstruota 11,45 kilometro kelio ir tiltas per Šventosios upę. Objektas buvo sudėtingas dėl itin kalvoto vietovės reljefo. Išorinius itin stačius iškasų šlaitus teko stiprinti specialios konstrukcijos gabionais. Iš viso jų pastatyta 490 metrų, kai kur net 2–3 lygiais.
