Materiały miejscowe i technologie proekologiczne w budowie dróg

Transkrypt

1 Naukowo techniczna konferencja szkoleniowa Materiały miejscowe i technologie proekologiczne w budowie dróg Worliny, września 2008

2 Wprowadzenie do konferencji Wprowadzający: mgr inż.. Krzysztof Połukord PUDIZ Spółka z o.o. w Olsztynie ODDZIAŁ w Szczytnie

3 Plan prezentacji Wstęp (nawiązanie do III Forum Polskiego Kongresu Drogowego) Z historii Co zrobić, aby materiały miejscowe były stosowane w budownictwie drogowym na szerszą skalę? Jak rozszerzyć stosowanie materiałów miejscowych? materiał dyskusyjny Trendy w zarządzaniu przedsięwzięciami drogowymi i nowe spojrzenie na materiały Zakończenie

4 Wstęp Obecna konferencja jest pokłosiem III Forum Polskiego Kongresu Drogowego poświęconego szansom i zagrożeniom w realizacji narodowego programu budowy dróg odbytego w październiku 2007 roku. Wówczas w trakcie dyskusji na sesji poświęconej warunkom rozwoju infrastruktury drogowej materiałom i technologiom, dyskutanci sformułowali wiele cennych spostrzeżeń będących zaczynem dzisiejszej konferencji. Przypomnę kilka wypowiedzi korespondujących z tematem konferencji.

5 Prof. Dariusz Sybilski wypowiedział się, cytuję: Jest dość absurdalne, że w Warmińsko Mazurskim stosujemy bazalty z Dolnego Śląska, bo to są najlepsze kruszywa. Tam są lokalne kruszywa, one muszą być tam stosowane, żeby nie wozić ich przez cały kraj. Pan Janusz Olejniczak wypowiedział się, cytuję: Będziemy mieli materiały na południu Polski, ale nie przewieziemy, dlatego musimy wykorzystać materiały lokalne. Była to wypowiedź w kontekście występujących problemów z transportem kolejowym. Bardzo ciekawa, wielowątkowa i mocna merytorycznie była wypowiedź Pana Dariusza Słotwińskiego, który postulował m.in.: szersze stosowanie żwirów, w tym jako składnika mieszanek GMA (Gravel Mastic Asphalt) oraz składnika MMA przeznaczonych na podbudowy. Stwierdził też, cytuję: konieczne jest szersze wykorzystanie żwirów kruszonych.

6 Na podstawie dyskusji podczas omawianej sesji jak i wniosków wypływających z rozmów kuluarowych można sformułować maksymę, która mogłaby być mottem dzisiejszej konferencji: Nie można zaprzepaści cić szans jakie dała a nam natura w postaci miejscowych materiałów w przydatnych do budowy dróg

7 Z historii Wielki wkład w rozwój technologii wykorzystujących materiały miejscowe mieli drogowcy warmińsko mazurscy. Od 1952 roku na szeroką skalę stosowali żwiry sortowane do powierzchniowego smołowania oraz do dywaników smołowych. To na tej ziemi powstała w latach 50 tych ubiegłego wieku technologia dywaników ze smołobetonów z miejscowych żwirów. Technologię ich wykonania opracował mgr Antoni Daszkiewicz, ówczesny Kierownik Wojewódzkiego Laboratorium Drogowego w Olsztynie. mgr Antoni Daszkiewicz był także autorem normy resortowej dotyczącej technologii dywaników ze smołobetonów żwirowych. Z chwilą jej opublikowania technologia ta rozpowszechniła się w całym kraju.

8 mgr Antoni Daszkiewicz Absolwent Uniwersytetu Stefana Batorego w Wilnie Geolog Przyczynił się jako Kierownik Wojewódzkiego Laboratorium Drogowego w Olsztynie w sposób decydujący do rozwoju technologii wykorzystujących materiały miejscowe na ziemi Warmińsko-Mazurskiej oraz do ukształtowania i wszczepienia właściwych nawyków technologicznych kadrze zatrudnionej w olsztyńskim drogownictwie. Pod jego kierunkiem Wojewódzkie Laboratorium Drogowe w Olsztynie zlokalizowało i udokumentowało wiele złóż materiałów miejscowych oraz określiło ich jakość i przydatność do budowy i utrzymania dróg

9 Po 1945 roku na drogach publicznych Warmii i Mazur wśród nawierzchni ulepszonych dominowały nawierzchnie tłuczniowe i stanowiły ok. 29 %. Zastosowane wówczas technologie: dywaniki smołobetonowe wg pomysłu mgr Antoniego Daszkiewicza i powierzchniowe smołowania z użyciem miejscowych żwirów doprowadziły do szybkiego wykonania na nich pokrowców bitumicznych polepszających cechy eksploatacyjne nawierzchni. Doświadczenia z wdrożenia technologii dywaników ze smołobetonów żwirowych były w 1956 r. tematem konferencji SITK w Olsztynie pt. Dywaniki żwirowe na lepiszczu smołowym. Olsztyńscy drogowcy po opanowaniu w latach 50 tych technologii dywaników smołobetonowych wg pomysłu mgr Antoniego Daszkiewicza przystąpili do poszukiwania nowych technologii wykonywania podbudów, wykorzystujących miejscowe surowce, eliminujących transport kolejowy materiałów w z południa Polski.

10 Z racji występowania materiałów miejscowych takich jak pospółki, piaski i żwiry uznano, że najracjonalniejszym typem podbudowy będą kruszywa miejscowe ulepszone niewielkimi dodatkami cementu, czyli technologia stabilizacji gruntu cementem. Nadzór technologiczny nad wdrożeniem nowej technologii pełnił mgr Antoni Daszkiewicz - Kierownik Wojewódzkiego Laboratorium Drogowego w Olsztynie. Na terenie woj. olsztyńskiego w 1960 roku REDP w Szczytnie zastosował technologię stabilizacji gruntu cementem z wykorzystaniem miejscowych kruszyw przy przebudowie drogi ze Szczytna w kierunku na Jedwabno (obecna droga krajowa nr 58) oraz z Jedwabna w kierunku na Nidzicę (obecna droga wojewódzka nr 545) na odcinkach oznaczonych kolorem niebieskim na poniższej mapce.

11 Pierwszy odcinek w kraju z zastosowaniem technologii stabilizacji gruntu cementem z wykorzystaniem materiałów miejscowych wykonano w 1949 r. na drodze Konstancin Chylice Piaseczno. W Polsce na dużą skalę technologię stabilizacji gruntu cementem zaczęto stosować od 1955 roku w województwach: warszawskim i lubelskim. Stosowanie materiałów miejscowych ma bogatą tradycję w polskim drogownictwie. Można śmiało stwierdzić, że w minionym wieku w regionach bogatych w materiały miejscowe, głównym, a czasami jedynym rodzajem kruszyw stosowanych w realizacji przedsięwzięć drogowych, były kruszywa miejscowe. W naszym warmińsko mazurskim regionie kruszywa naturalne żwirowo piaskowe poddane procesom uszlachetnienia (kruszeniu i sortowaniu, a czasami i płukaniu), stanowiły jeszcze niedawno podstawową bazę materiałową.

12 Co zrobić,, aby materiały y miejscowe były stosowane w budownictwie drogowym na szerszą skalę? Musi być wola i przyzwolenie inwestorów na stosowanie na szeroką skalę materiałów miejscowych, a szczególnie wola głównego inwestora zarządcy dróg krajowych. W latach 80 tych minionego wieku była jasno i wyraźnie wyartykułowana wola Generalnej Dyrekcji Dróg Publicznych do stosowania na szeroką skalę materiałów miejscowych. Sporządzane przez GDDP Wytyczne technologii robót drogowych (dla przedziałów czasowych kilkuletnich) opierały się na technologiach z wykorzystaniem materiałów miejscowych.

13 W Wytycznych Technologii Robót Drogowych na lata wprowadzono pojęcie rejonizacji technologii oraz dokonano podziału kraju na III strefy technologiczno materiałowe. Podział kraju na strefy technologiczno materiałowe nie stracił aktualności, stąd zostanie w dalszej częś ęści szczegółowo omówiony. Warmię i Mazury zakwalifikowano do III strefy technologiczno materiałowej. Na obszarze III strefy, czyli występowania materiałów kamiennych polodowcowych, podstawową bazę materiałową miały stanowić pospółki, piaski i żwiry odpowiednio uszlachetnione.

14 Mapa stref materiałowych ustanowionych w latach osiemdziesiątych minionego wieku przez Generalną Dyrekcję Dróg g Publicznych Materiały kamienne polodowcowe: piaski, żwiry, głazy (kamienie polne) Materiały kamienne polodowcowe: piaski, żwiry, głazy (kamienie polne) 4 obszary występowania skał litych oraz duża ilość odpadów przemysłowych Polodowcowe nieliczne i małe złoża piaszczysto żwirowe, w części południowej piaskowce i wapienie

15 Opis I strefy materiałowej

16 Opis II strefy materiałowej

17 Opis III strefy materiałowej

18 Należy kontynuować pracę poprzedników na rzecz szerokiego stosowania miejscowych materiałów. Służyć temu będzie rozwijanie i doskonalenie działań na rzecz rejonizacji technologii i opracowanie rejonowych technologii uwzględniających miejscowe materiały i warunki klimatyczne oraz współczesną wiedzę technologiczną. Stosowanie miejscowych materiałów jest działaniem na rzecz ekonomizacji przedsięwzięć drogowych, czyli ich realizacji ekonomicznie, oszczędnie tak jak powinien to czynić prawdziwy gospodarz. Ten kierunek działania wpisuje się w realizację celu przypisanego zarządcom dróg publicznych tj. racjonalnego i gospodarnego wydatkowania posiadanych środków finansowych. Wola i przyzwolenie inwestorów do stosowania na szeroką skalę materiałów miejscowych musi się uzewnętrzniać już w fazie sporządzania założeń do projektowania poprzez stosowne zapisy wiążące projektantów.

19 Dygresja 1 Spotyka się Szczegółowe Specyfikacje Techniczne nie zezwalające na stosowanie materiałów miejscowych - kamiennych polodowcowych odpowiednio uszlachetnionych, a dopuszczające do stosowania tylko kruszywa łamane z przekruszenia skał litych, pomimo, że zapisy w Ogólnych Specyfikacjach Technicznych jak i w przedmiotowych normach umożliwiają użycie kruszyw wytworzonych z materiałów miejscowych - kamiennych polodowcowych. Jest to przedobrzenie przez kolegów projektantów, albo działanie asekuracyjne, za przyzwoleniem inwestora. Takie praktyki nie powinny mieć miejsca. =

20 Jak rozszerzyć stosowanie materiałów w miejscowych? materiał dyskusyjny W minionym okresie główną przeszkodą w szerokim stosowaniu materiałów miejscowych - kamiennych polodowcowych, były trudności w uzyskaniu wymaganej ścieralności grysów i żwirów kruszonych przeznaczonych do w-w ścieralnych nawierzchni dróg o kategorii obciążenia ruchem od KR 3 do KR 6 (wymóg wobec grysów i żwirów kruszonych: kl. I, czyli ścieralność <25%).

21 Tym samym, wiele żwirów kruszonych i grysów z materiałów miejscowych - kamiennych polodowcowych, nie można było zastosować do warstw ścieralnych na drogach krajowych, albowiem: - kategoria obciążenia ruchem na drogach krajowych jest w większości KR 3 lub wyższa, - produkowane żwiry kruszone i grysy z materiałów miejscowych, a szczególnie uzyskane z przekruszenia kamieni polnych (ze skupu) posiadają z reguły ścieralność >25%, kwalifikującą do II i III klasy.

22 Dygresja 2 Podczas określania ścieralności metodą Los Angeles, kruszywo jest poddawane brutalniejszemu traktowaniu niż podczas rzeczywistej pracy w nawierzchni. Znane są do dzisiaj eksploatowane nawierzchnie wykonane ponad 20 temu z warstwami ścieralnymi z mieszanek mineralno - bitumicznych ze żwirami kruszonymi o ścieralności klasy II i III. Ruch w trakcie ich eksploatacji wzrósł prawie trzykrotnie. Nie zaobserwowano na nich w trakcie oglądu organoleptycznego, objawów zużycia świadczącego o ich niewystarczającej odporności na ścieranie. Może warto dokonać przeglądu wymagań dla kruszyw miejscowych pochodzenia polodowcowego i zastanowić się nad możliwością ich liberalizacji, ale gwarantujących nośno ność i bezpieczeństwo użytkowania dróg g i ich nawierzchni?

23 Zastosowanie kruszyw miejscowych wzrośnie, jeżeli wymagania wobec właściwości mechanicznych i fizycznych kruszyw będą uwzględniać rzeczywiste, przeciętne cechy kruszyw miejscowych. Istotne jest ustanowienie właściwego nie zawyżonego poziomu - kategorii wymagalności dla kruszyw miejscowych, a w szczególności dotyczących następujących właściwości wg nowych norm: - odporności na rozdrabnianie wg PN-EN , - odporności na polerowanie wg PN-EN , - odporności na zużywanie się powierzchni przez ścieranie w warunkach ruchu drogowego wg Załącznika A do PN-EN , - mrozoodporności wg PN-EN Ustanowione poziomy - kategorie wymagalności powinny, co jest oczywiste, gwarantować nośno ność i bezpieczeństwo użytkowania u dróg g i ich nawierzchni.

24 Trendy w zarządzaniu przedsięwzięciami drogowymi i nowe spojrzenie na materiały Wszystko wskazuje na to, że za kilkanaście lat wymagania wobec materiałów do robót nawierzchniowych, będą zagadnieniem zajmującym głównie ich producentów i wykonawców robót, a w mniejszym stopniu inwestorów. Z czego to wynika? Prognozuje się, że w przyszłości zarządcy dróg (wspierani zewnętrznymi konsultantami), będą zarządzać przedsięwzięciami drogowymi wyłącznie poprzez określanie zakresów rzeczowych przedsięwzięć oraz wymaganych parametrów użytkowych - wymagań funkcjonalnych nawierzchni w zakresie dotyczącym równości, nośności i właściwości przeciwpoślizgowych.

25 W kilku krajach europejskich już pracuje się nad wdrożeniem kontraktów, w których nie będzie określać się wymagań dla materiałów, lecz parametry użytkowe przyszłej nawierzchni. Nie będzie zatem ze strony zarządcy dróg inwestora, wymagań dotyczących np. rodzaju asfaltu i właściwości kruszywa, ale wymóg spełnienia przez nawierzchnię parametrów użytkowych: równości (poprzecznej i podłużnej), nośności (odporności na spękania, deformacje i zmęczenie) oraz właściwości przeciwpoślizgowych. My jesteśmy na etapie wdrażania norm europejskich pierwszej generacji, a już toczą się dyskusje nad kształtem norm europejskich drugiej generacji. Wszystko wskazuje na to, że normy drugiej generacji będą zawierać np. w przypadku nawierzchni z MMA - tylko wymagania użytkowe, bez określania wymagań dla materiałów składowych. Cechy zostaną określone przez wymagania funkcjonalne (parametry użytkowe).

26 Zakończenie Nadajmy właściwą rangę hasłom: Pierwszemu, sformułowanemu w 1928 roku podczas Pierwszego Polskiego Kongresu Drogowego, które stało się podstawową zasadą działania ówczesnych drogowców i dzięki niemu wprowadzono nowe technologie, techniki budowy i utrzymania dróg uwzględniające materiały miejscowe: Polskie materiały - na polskie drogi Drugiemu, sformułowanemu ponad 45 lat temu w Centralnym Zarządzie Dróg Publicznych i wdrażanemu w terenie przez Rejony Eksploatacji Dróg Publicznych (REDP): Budujemy drogi z materiałów, jakie mamy na miejscu

27 Niechaj Konferencja służy wsparciu haseł Polskie materiały - na polskie drogi oraz Budujemy drogi z materiałów, jakie mamy na miejscu, aktualną wiedzą technologiczną, w tym technologiami proekologicznymi.

28 Dygresja 3 Dobrze byłoby, gdyby obszar zagadnień związanych z wykorzystaniem materiałów miejscowych nie został dotknięty formalizmem i bezdusznym stosowaniem przepisów techniczno - technologicznych. W sytuacji kiedy nie stać nas na kosztowne badania i urządzanie poligonów doświadczalnych umożliwiających na nich racjonalną analizę obserwowanych faktów, oddajmy trochę pola dla intuicji, wyobraźni i przeczucia w duchu cytatu: Czucie i wiara silniej mówi do mnie Niż mędrca szkiełko i oko Fragment ballady Romantyczność Adama Mickiewicza

29 Materiały źródłowe III Forum Polskiego Kongresu Drogowego: Narodowy program budowy dróg. Szanse i zagrożenia. Prezentacje i wystąpienia w dyskusji, Warszawa 2007 Egbert Beuving : O przyszłości europejskich nawierzchni asfaltowych, przedsiębiorstw i technologii, Nawierzchnie Asfaltowe KPSWNA, nr 3/2007 MK GDDP : Technologia robót drogowych, Warszawa 1986 Praca zbiorowa pod redakcją Stefana Kozłowskiego : Surowce mineralne województwa olsztyńskiego, Warszawa : Państwowy Instytut Geologiczny Krzysztof Połukord : Zarys historii drogownictwa szczycieńskiego ( ) na podstawie historii ODDZIAŁU PUDIZ-u w Szczytnie, Wydanie II, Szczytno 2008

30 K O N I E C