A4 koło Krzyżowej jest przejezdna ale będzie wymiana płyt. Jak powstawała betonowa autostrada?

W miniony piątek (21 sierpnia), na jezdni autostrady A4 w kierunku granicy, uszkodzeniu uległo kilka płyt betonowych. Na jezdni widoczne były wypiętrzenia płyt względem siebie. Kilka pojazdów zostało uszkodzonych. W opinii GDDKIA przyczyną uszkodzenia nawierzchni odcinka poniemieckiej autostrady przebudowanej w latach 1994-1996 było samoistne zdylatowanie nawierzchni.

- Stwierdzone zostało samoistne zdylatowanie płyt betonowych autostrady A4, co doprowadziło do odspojenia płyt nawierzchni. Niezwłocznie podjęto decyzję o doraźnej naprawie z wykorzystaniem szybkich metod naprawczych. W najbliższym czasie planowana jest wymiana uszkodzonych płyt nawierzchni betonowej przy użyciu technologii betonu szybkosprawnego – wyjaśnia wrocławski oddział Generalnej Dyrekcji Dróg Krajowych i Autostrad.

W niedzielę udrożnione zostały oba pasy autostrady A4 w kierunku zachodnim. Wprowadzono czasowe ograniczenie prędkości przejazdu do 40 km/h. Ruch jezdnią w kierunku Wrocławia odbywa się już bez utrudnień.

Naprawa uszkodzonej nawierzchni autostrady A4 km. 55.4. Zdjęcia: GDDKiA/Piotr Dyrlaga (22.08.2020)

Historia autostrady A4 na odcinku od Zgorzelca do Wrocławia:

- w latach 1936-1939 wybudowany został ponad 100 km odcinek Reichsautobahn (Rab 9), który łączył Berlin z Wrocławiem i dalej Bytomiem,

- w latach 1994-1996 wybudowano 1300 metrów odcinka trasy od Jędrzychowic koło Zgorzelca do węzła z DK4,

- w latach 1994-1996 wyremontowano i przebudowano fragment poniemieckiej autostrady na odcinku od Golnic do Krzywej o długości ok. 16 km (to na tym odcinku doszło do uszkodzenia nawierzchni),

- w latach 2004-2006 etapowo remontowano autostradę o długości ok. 92 km na odcinku od Krzywej do Bielan Wrocławskich,

- w latach 2006-2009 został wybudowany w nowym śladzie odcinek autostrady A4 od Jędrzychowic do Krzyżowej o długość ok. 51 km wraz z budową nowego węzła Krzyżowa.

Autostrada A4/A18 - węzeł Krzyżowa fot. GDDKiA / Michał Soroko

Jak powstawała betonowa nawierzchnia autostrady A4

Podłoże gruntowe

Podłoże gruntowe musi spełniać określone parametry nośności. Po zdjęciu starych płyt betonowych, drogowcy w ciągu całej jezdni autostrady przeprowadzili badania nośności gruntu w podłożu. W miejscach , gdzie były one niezadowalające grunt musiał zostać wymieniony, nawet na głębokości do 0,5 m.

Grunt stabilizowany cementem

Wierzchnia warstwa podłoża gruntowego była mieszana z odpowiednią ilością cementu. To tak zwana stabilizacja gruntu cementem. Grubość tej warstwy zależy właśnie od parametrów gruntu w podłożu i waha się od 15 do 25 cm. Całość była zraszana wodą i utwardzana przez ciężki sprzęt. W trakcie wykonywania tej warstwy, pobierane były próbki do badań laboratoryjnych, które miały pozwolić określić jej wytrzymałość.

Warstwa odsączająca (mrozoochronna)

Jest to warstwa filtracyjna wykonana z kruszywa łamanego lub naturalnego o odpowiednich parametrach. Co ciekawe, do jej wykonania posłużył również materiał uzyskany z płyt starej nawierzchni autostrady. Te, po wyburzeniu były przewożone do zainstalowanych na potrzeby budowy autostrady kruszarni (zlokalizowanych na zjazdach z A-4 do Kątów Wrocławskich i Złotoryi) i tam kruszone na różne frakcje kruszyw. Mieszanka nowego kruszywa i tego uzyskanego z przekruszenia płyt była po wbudowaniu odpowiednio formowana i utwardzana tworząc warstwę o grubości 25 lub 35 cm. Wykonana warstwa musiała spełniać odpowiednie parametry wytrzymałości oraz filtracji wody.

Podbudowa z chudego betonu

To pierwsza betonowa warstwa konstrukcji drogi. Ma grubość 20 cm i jest przygotowywana z odpowiednich mieszanek betonowych zapewniających po stwardnieniu wytrzymałość 6-9 MPa. Beton był układany przez odpowiednie maszyny - układarki. Wzdłuż budowanej jezdni, po obu jej stronach, geodeci mocowali linkę, która prowadziła maszynę po rzędnych projektowych warstwy. Aby zachować odpowiednie wiązanie mieszanki konieczna była właściwa pielęgnacja wbudowanego betonu - ułożona nawierzchnia była zraszana wodą przez ok. 7 dni, by zapobiec jej ubytkowi z mieszanki betonowej. W odróżnieniu od wierzchniej warstwy drogi, chudy beton nie był nacinany i dopuszczalne są jego naturalne pęknięcia. Ważne jednak, aby te pęknięcia nie przenosiły się na warstwę betonu nawierzchniowego.

Wielka przebudowa autostrady A4 Wrocław - Krzywa w latach 2004-2006. Zdjęcia: Michał Kluba

Geowłóknina

Jest rozkładana na podbudowie z chudego betonu i ma przede wszystkim zabezpieczyć nawierzchnię betonową autostrady przed przenoszeniem pęknięć pochodzących od podbudowy. Ta swoistego rodzaju tkanina była układana pod całą nawierzchnią jezdni. Do podłoża (podbudowy z chudego betonu) była odpowiednio umocowana za pomocą wbijanych kołków. Tuż przed betonowaniem ostatniej warstwy (betonu nawierzchniowego), geowłóknina była zraszana wodą, aby zapobiec nadmiernemu odbieraniu wody z mieszanki betonu nawierzchniowego bezpośrednio po jego ułożeniu.

Beton nawierzchniowy

Pozornie, budowa ostatniej warstwy drogi wyglądała podobnie jak układanie chudego betonu. Był to jednak zdecydowanie najbardziej skomplikowany etap budowy. Maszyna układająca beton, inna niż przy podbudowie, była również "prowadzona" przez linkę umieszczoną na specjalnych wspornikach po obu stronach jezdni. Położenie linki określone zostało na podstawie danych geodezyjnych, zgodnie z niweletą nawierzchni. Za pomocą odpowiednich czujników sterujących maszyną zachowane zostały przewidziane w projekcie parametry profilu poprzecznego i podłużnego drogi.

Nawierzchnia autostrady musi mieć odpowiednią szorstkość i makroteksturę. Co ciekawe, najlepszą techniką na uzyskanie założonych parametrów była wtedy technika ... ręczna. Po świeżo ułożonym i wyrównanym betonie, jeden z pracowników przeciągał w poprzek szczotkę drucianą poruszając się po pomoście zamontowanym na maszynie nad nawierzchnią. Ten zabieg nadawał nawierzchni drogi odpowiednią strukturę.

W przeciwieństwie do chudego betonu, warstwa wierzchnia nie wymagała już zraszania wodą. Natychmiast po ułożeniu, beton skrapiany był odpowiednią substancją zabezpieczającą przed ubytkiem wody.

Po wstępnym związaniu betonu, tj. po upływie około 24 godzin, nawierzchnia była cięta wzdłuż osi i w poprzek. Miejsca cięcia betonu zostały ściśle określone. Dylatacje poprzeczne jezdni zlokalizowane są w odległościach co 5 m. Dokładnie w miejscu dylatacji, w czasie układania betonu wprowadzone zostały do nawierzchni tzw. dyble - stalowe pręty w otulinie z tworzywa sztucznego. Dyble, po nacięciu betonu i osiągnięciu jego właściwej wytrzymałości miały zapewnić odpowiednią współpracę między sąsiednimi płytami. W miejscu cięcia wzdłuż jezdni, w trakcie układania nawierzchni wprowadzane są odpowiednie kotwy. Naturalną właściwością betonu jest jego pękanie skurczowe, dyble i kotwy były wstawiane w miejscach, w których oczekiwano żeby beton pękł, czyli właśnie w miejscach dylatacji, bez szkody dla nawierzchni.

Dylatacje wymagały zastosowania odpowiednich uszczelnień, które miały zabezpieczyć konstrukcję nawierzchni przed niszczycielskim działaniem wody, a pośrednio również zapobiec efektom akustycznym towarzyszącym ruchowi pojazdów.