Artykuł z czasopisma "Polskie Drogi" Nr 1-2 (99)
Gdy inne metody nie przynoszą rezultatów... „ENVTECH" rozwiązuje problemy
autor: Jan Rutkowski
Katowicki „Drocomplex" s.c. jest jedną z niewielu firm w Polsce zajmujących się technologią stabilizacji gruntów wysadzinowych i recyklingiem nawierzchni mineralno-bitumicznych w technologii głębokiej stabilizacji metodą „Envtech". O doświadczeniach firmy we wdrażaniu nowych technologii i korzyściach płynących z ich stosowania rozmawiamy ze Zbigniewem Bukowskim - dyrektorem technicznym.
- Działacie już na naszym rynku siódmy rok...
- Tak, w 1996 r. przedstawiciel amerykańskiej firmy Envtech Inc. złożył nam propozycję wdrożenia na terenie Europy i Rosji środka do chemicznej stabilizacji gruntów wysadzinowych i wątpliwych, powszechnie i z dużymi efektami stosowanego już na terenie USA, Australii, Indii, Kanady, Meksyku. Środek ten o nazwie Roadbond EN-1 ma także zastosowanie przy głębokim recyklingu na zimno nawierzchni mineralno-bitumicznych zanieczyszczonych np. gliniastym podłożem. Przyjęliśmy tę ofertę z nadzieją szybkiego i szerokiego zastosowania głównie na rynku polskim, tak bardzo potrzebującym stosunkowo tanich, prostych i trwalszych rozwiązań dotyczących budowy nowych, jak i naprawy starych nawierzchni drogowych. Nie spodziewaliśmy się wtedy, że wdrożenie będzie napotykało na tak wielkie bariery.
- Co stoi na przeszkodzie w szerokim stosowaniu tej technologii?
- Po pierwsze, nieufność i przywiązanie do tradycyjnych rozwiązań. Po drugie, brak aprobaty technicznej. Można ją uzyskać dopiero po wielokrotnym zastosowaniu środka w terenie oraz po przeprowadzeniu stosownych badań laboratoryjnych. Dopiero po trzech latach (2-3 okresy zimowe) praktycznego stosowania Roadbond EN-1 do stabilizacji gruntów, gdy zrealizowano już z jego użyciem kilkanaście różnych zadań, IBDiM Warszawo potwierdził w specjalnym opracowaniu, że cytuję:
„Wszystkie odcinki próbne, także odkryte, wykonane ze stosunkowo niewielką ilością cementu (3-4%) oraz dodatkiem EN-1 przetrwały od jednego do trzech okresów zimowych w dobrym lub bardzo dobrym stanie. Te same odcinki stabilizowane cementem bez EN-1 uległyby degradacji już po 1 okresie zimowym. Wykonane badania laboratoryjne pozanormowe udowodniły pełną mrozoodporność próbek nasyconych do wilgotności 19%."
Równocześnie Instytut stwierdził, że polskie normy dotyczące stabilizacji gruntów nie mogą być stosowane do badania próbek gruntów ze stabilizatorem EN-1, wobec czego istnieje potrzeba opracowania nowych wymagań normowych umożliwiających racjonalne wykorzystanie specjalistycznego działania stabilizatora w budownictwie drogowym.
W 1999 r. IBDiM wydał „Instrukcję laboratoryjną i technologiczną stosowania stabilizatora gruntów EN-1 do celów drogowych". Stwierdzono w niej, że w okresie doświadczalnego stosowania stabilizatora EN-1, to jest do 31 grudnia 2003 r. nie będzie wymagana Aprobata Techniczna na jego stosowanie pod warunkiem, iż każde jednostkowe zastosowanie preparatu będzie uzgadniane z Zakładem Geotechniki Instytutu Badawczego Dróg i Mostów w Warszawie.
Niestety, pomimo znacznego zainteresowania środowiska drogowców i administracji terenowej nadal brak jest w szerszym zakresie stosownych opracowań w projektach technicznych. Ponadto zasady Ustawy o zamówieniach publicznych uniemożliwiają zmianę zaprojektowanych rozwiązań na technologię „ENVTECH", chociaż przy jej zastosowaniu można zaoszczędzić ogromne środki finansowe związane z wymianą gruntu czy wzmacnianiem istniejących słabych konstrukcji podbudów drogowych. Inwestorzy „budżetowi" wolą najczęściej stosować stare i drogie rozwiązania, zgodne z normami, aniżeli narażać się na ryzyko nowych technologii. Dlatego przyjmuje się bezkrytycznie twierdzenie, że „drogi muszą być drogie".
- Mimo tych przeszkód możecie się jednak pochwalić sporą ilością znaczących zastosowań...
- Tak, najczęściej inwestorzy lub wykonawcy decydowali się na naszą technologię w momencie, gdy stosując tradycyjne rozwiązania nagle stwierdzali, że zagrożony jest termin realizacji, lub że grozi im rażące przekroczenie kosztów zadania. Przykłady: wykonanie w 1999 r. wzmocnienia warstwą 30 cm podłoży gliniastych do średnio E2 -300 MPa pod odcinek autostrady A-4 w rejonie 104 kilometra, płyta postojowa dla samolotów na lotnisku w Katowicach Pyrzowicach (40000 m2), drogi i place manewrowe dla ciężkiego transportu na terenie Terminalu Paliw Płynnych w Radzionkowie, wykonanie podłoża torów kolejowych w Chybiu, podłoża z gliny pylastej supermarketu w Tarnowie, hali handlowej i parkingów w Bielsku Białej w 2002 roku, a ostatnio poszerzenie drogi E-8 w rejonie odcinka Wolborz- Polichno.
Wykonano również remonty i modernizacje wielu istniejących już dróg krajowych i lokalnych o nawierzchniach mineralno-bitumicznych w rejonie Nowego Sącza. Uczyniono to stosując wymieszanie na miejscu na zimno do głębokości 35-38 cm zniszczonej nawierzchni mineralno-bitumicznej z zaglinioną kamienistą podbudową. Otrzymana w ten sposób monolityczna warstwa mrozoodporna nadawała się do użytkowania już po 24 godzinach. Bezpośrednie pokrycie jej dywanikiem z betonu asfaltowego o grubości 5-7 cm wykonano po tygodniu. W tej technologii szybko, sprawnie i małym kosztem przeprowadzono między innymi remont fragmentu drogi krajowej nr 28 w kierunku Gorlic oraz drogi wojewódzkiej (nr 943) w rejonie Lalik, a także odcinek obwodnicy Oświęcimia (droga krajowa nr 44). Zastosowanie technologii „ENVTECH" pozwoliło uniknąć długotrwałego zamknięcia ruchu kołowego na tych obciążonych tranzytem drogach. Wszystkie prace wykonywano bowiem przy utrzymanym ruchu. Opracowane są projekty techniczne dalszych odcinków dróg, które czekają na realizacje na przykład Mysłowice-Bieruń, droga wojewódzka nr 934.
Dodam, że dotychczasowe obserwacje i badania wykazują, że remonty dróg wykonane metodą „ENVTECH" cechuje wysoka odporność na odkształcenia i o wiele dłuższa trwałość.
- Czy próbowaliście Państwo zainteresować tą metodą środowisko naukowe?
Tak, od kilku lat badania skuteczności działanie EN-1 w powiązaniu m. in. z cementem, popiołami prowadzi Politechnika Śląska. Powstały już na ten temat prace magisterskie. Badania z EN-1 prowadzi także Politechnika Lubelska. Od czterech lat przedstawiamy tę technologię na Międzynarodowych Targach „Autostrada" w Kielcach (referat w 2001 r.), na konferencjach naukowych między innymi w Poznaniu (wrzesień 2001 r), Lubinie (maj 2002 r.), na spotkaniach z inwestorami, projektantami i Zarządami Dróg, a także wykonawcami robót. Duże zainteresowanie, połączone z badaniami w Lyonie, wykazała jedna z firm drogowych we Francji, która w porozumieniu z nami od trzech lat stosuje stabilizację gruntów wysadzinowych w oparciu o EN-1. Zaczęto też z powodzeniem wdrażać technologię „ENVTECH" na Ukrainie i w Rosji.
- Czym różni się stosowana dotąd stabilizacja gruntów cementem, wapnem czy popiołami od technologii stosowanej przez Państwa?
- Zasady i uwarunkowania stabilizacji gruntów wymienionymi spoiwami są ogólnie znane. Kwestią czasu i wpływu czynników zewnętrznych jest destabilizacja takich wzmocnień; szczególnie ma tu wpływ woda, mróz, obciążenia dynamiczne, a także pęknięcia skurczowe. Stabilizacja gruntów wysadzinowych cementem jest nieskuteczna, a wapno nie pozwala osiągnąć znaczącej nośności i trwałości. Natomiast stosowane spoiwa jonowymienne, EN-1 czy polski odpowiednik UPD, przyczyniają się do powierzchniowego i częściowo wgłębnego zaimpregnowania oraz międzycząsteczkowego, chemicznego połączenia grudek gruntów spoistych. W efekcie procesu chemicznego i zagęszczenia mechanicznego zostają wyeliminowane pustki międzycząsteczkowe, zwiększa się ciężar mieszanki, powstaje twarda, stosunkowo elastyczna masa odporna na pęknięcia skurczowe, destrukcyjne oddziaływanie wody i mrozu. Zostabilizowana warstwa stanowi kapitalną przeponę pomiędzy słabymi warstwami podłoża a zasadniczą nawierzchnią i tworzy warunki do lepszego rozkładu obciążeń dla ruchu drogowego.
Najlepsze grunty do stabilizacji metodą „ENVTECH" to grunty gliniasto-pylaste, gdy ziaren mniejszych od 0,074 mm jest więcej niż 20 proc, wskaźnik plastyczności wynosi powyżej 5 procent, a pęcznienie powyżej 1 procent.
W technologii głębokiego recyklingu na zimno nawierzchni mineralno-bitumicznych spoiwo EN-1 (w przeciwieństwie do emulsji) pozwala połączyć z cementem w jednym procesie technologicznym, podłoże gruntowe (np. gliniasto-pylaste), kruszywo podbudowy i masy mineraIno-asfaltowe, w jedną warstwę monolityczną o właściwościach, które są bardziej trwałe i odporne na destrukcję i koleinowanie.
W ten sposób można sprawnie organizacyjnie, szybko i niskimi nakładami finansowymi zwiększyć na trwałe nośność większości dróg wojewódzkich, powiatowych i gminnych o słabej podbudowie, wymagających remontu kapitalnego od podstaw. Od kilku lat metodą „ENVTECH" tak realizuje się remonty dróg w rejonie Nowego Sącza.
- Jakie wnioski się nasuwają?
- Dla szerszego stosowania metody „ENVTECH" podczas stabilizacji gruntów wysadzinowych i remontów dróg o nawierzchniach mineralno-bitumicznych istnieje pilna potrzeba:
- Opracowania nowych wymagań normowych umożliwiających racjonalne wykorzystanie specyficznego działania środków jonowymiennych w budownictwie drogowym.
- Zalecanie na podstawie dotychczasowych doświadczeń i efektów stosowania dodatku środków jonowymiennych na przykład EN-1 lub UPD jako standardu przy stabilizacji cementem gruntów wysadzinowych i wątpliwych.
- Przeznaczania większych środków finansowych przez Zarządy Dróg i GDDKiA, na poszukiwanie, próby, badania, opinie i aprobaty techniczne najnowszych technologii dających formalną możliwość ich zastosowania w krótkim czasie, co w efekcie przyczyni się do znaczącego obniżenia kosztów budowy, remontów i utrzymania dróg.
- Wydania krajowych przepisów technicznych dotyczących głębokiego recyklingu w celu wykorzystywania między innymi technologii „ENVTECH" do remontów kapitalnych dróg o nawierzchniach mineralno-bitumicznych, na słabej podbudowie i słabonośnym podłożu, co stanowi jedno z rozwiązań problemu zmniejszenia w krótkim czasie, niższymi nakładami finansowymi złego stanu istniejących dróg i podniesienia ich nośności do 11,5 tony na oś, zgodnie z oczekiwaniami Unii Europejskiej i NATO
- Dziękuję za rozmowę.