"Budujcie drogi zimą. Zostawcie ulice w wakacje". Obalamy internetowe mity i hejt

Kierowcy często irytują się, widząc puste place budowy dróg w okresie zimowym, zwłaszcza gdy nie pada śnieg, a temperatura oscyluje jedynie wokół zera. Jednak przerwa w robotach drogowych wynika z lenistwa wykonawców, lecz z praw fizyki i chemii.

Układanie nawierzchni w ujemnych temperaturach lub na zamarzniętym gruncie to gwarancja katastrofy budowlanej. Procesy termodynamiczne zachodzące w mieszance mineralno-asfaltowej oraz zjawiska gruntowe sprawiają, że droga zbudowana „na mrozie” nie przetrwałaby nawet jednego sezonu w nienaruszonym stanie. Choć jako dziennikarze nie jesteśmy w tej kwestii specjalistami, możemy oddać głos specjalistom. Tych nie znajdziemy w komentarzach na Facebooku, a w literaturze fachowej i na uczelniach technicznych.

[ZT]38884[/ZT]

To nie takie proste. Jak zadbać o trwałość drogi?

Kluczowym problemem jest mechanika gruntów, a konkretnie zjawisko wysadzin mrozowych. Woda zawarta w porach gruntu, zamarzając, zwiększa objętość o około 9 proc. Jeśli podbudowa drogi nie jest odpowiednio odwodniona lub zabezpieczona, tworzące się soczewki lodowe powodują nierównomierne unoszenie nawierzchni. Prowadzenie prac na takim podłożu jest niemożliwe, ponieważ nie posiada ono wymaganej nośności.

Co gorsza, położenie gorącej warstwy na zamarznięty grunt powoduje gwałtowne topnienie lodu w podłożu. Powstała w ten sposób woda nie ma gdzie odpłynąć, co prowadzi do upłynnienia gruntu bezpośrednio pod nową drogą, tworząc „błoto” pod asfaltem i uniemożliwiając stabilne zagęszczenie warstw konstrukcyjnych.

Poniżej: ZDiZ w Sopocie przypomniał ostatnio, że nie liczy się tylko to, co "na zewnątrz", ale także to, co zazwyczaj niewidoczne gołym okiem.

Budowa drogi. Temperatura ważniejsza niż myślisz

Drugim krytycznym czynnikiem jest termodynamika stygnięcia masy bitumicznej. Mieszanka mineralno-asfaltowa (MMA) przyjeżdża na budowę rozgrzana do temperatury około 160 do 180°C. Aby uzyskać trwałą nawierzchnię, walce muszą zagęścić masę, zanim ostygnie ona do tzw. temperatury zablokowania, która wynosi zazwyczaj około 80–100°C (zależnie od rodzaju asfaltu).

W lecie drogowcy mają na to kilkadziesiąt minut. W mrozie, przy silnym wietrze, „czas na zagęszczenie” kurczy się do zaledwie kilku minut. Zimne podłoże błyskawicznie odbiera ciepło z cienkiej warstwy asfaltu. Niedostatecznie zagęszczona masa ma zbyt dużą „wolną przestrzeń” (porowatość), co sprawia, że wnika w nią woda, która przy kolejnych przymrozkach rozsadzi drogę od środka.

To dlatego Sopot remontuje drogi wiosną i latem

Równie istotna jest kwestia wiązania międzywarstwowego, czyli „sklejenia” nowej warstwy ze starą. Aby to nastąpiło, stosuje się emulsje asfaltowe, które są zawiesiną asfaltu w wodzie. W temperaturach ujemnych woda w emulsji zamarza zamiast odparować, co uniemożliwia powstanie wiązania. Co więcej, położenie gorącej masy (ok. 170°C) na wilgotną, zimną powierzchnię powoduje gwałtowne parowanie wody (szok termiczny).

Para wodna pod ciśnieniem próbuje się wydostać, tworząc pęcherze i odrywając nową warstwę od podłoża. W efekcie droga nie pracuje jako monolit, lecz jako luźne, przesuwające się płyty, które szybko pękają pod kołami samochodów (zjawisko łuszczenia się nawierzchni).

[ZT]38371[/ZT]

Pracownicy nie boją się mrozu. Chodzi o właściwości fizyczne i chemiczne

Osobną kategorię stanowią roboty betonowe, często towarzyszące budowie dróg (mosty, krawężniki, podbudowy). Proces wiązania cementu jest reakcją chemiczną, która drastycznie zwalnia w temperaturach bliskich zera i praktycznie ustaje poniżej -5°C. Woda zarobowa w świeżym betonie może zamarznąć, zanim ten zdąży stwardnieć.

Lód niszczy tworzącą się strukturę krystaliczną betonu, co sprawia, że materiał traci nawet do 50% swojej projektowanej wytrzymałości i staje się kruchy. Chociaż istnieją domieszki chemiczne pozwalające na betonowanie w niższych temperaturach, są one kosztowne i skuteczne tylko w ograniczonym zakresie, a ryzyko wystąpienia wad strukturalnych pozostaje wysokie.

Rezygnacja z robót drogowych w czasie mrozów i opadów śniegu jest wyrazem dbałości o jakość i ekonomię. Budowanie „na siłę” zimą kończy się koniecznością kosztownych remontów już po pierwszych roztopach. Jeśli jesteś zainteresowany tematem, zachęcamy do skorzystania z popularnych źródeł, które znajdziesz poniżej. Nie daj ponieść się hejtowi i mitom w sieci!

Źródła:

1. Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad (GDDKiA): Wymagania Techniczne WT-2 2014 (część I): Nawierzchnie Asfaltowe na drogach publicznych
2. Judycki J., Jaskuła P. et al.: Przegląd i analiza wymagań wobec mieszanek mineralno-asfaltowych. Politechnika Gdańska, Katedra Inżynierii Drogowej
3. Szydło A.: Drogi betonowe. Instytut Inżynierii Lądowej Politechniki Wrocławskiej
4. The Asphalt Institute (USA): MS-22 Construction of Hot Mix Asphalt Pavements