Trojlání mlatových, kalených a zpevněných povrchů z mechanicky zpevněného kameniva (MZK)

Co je zajímavého na mlátovém, kaleném a zpevněném povrchu z mechanicky zpevněného kameniva?

Všechny tři vyjmenované druhy povrchů komunikací a zpevněných ploch mají stejný nebo velmi podobný konstrukční základ, kterým je drcené lomové kamenivo, popřípadě kopané kamenivo. Liší se technologickým postupem a skladbou vrstev, do kterého bylo v minulosti zapojeno hlavně ruční zpracování, které dnes nahradilo strojní zpracování. Jak ve výrobě kameniva, tak při pokládce a hutnění. Podívejme se na tuto trojici podrobněji.

Historie a základní rozdíly

Všechny tři vyjmenované druhy povrchů komunikací a zpevněných ploch mají stejný nebo velmi podobný konstrukční základ, kterým je drcené lomové kamenivo, popřípadě kopané kamenivo. Liší se technologickým postupem a skladbou vrstev, do kterého bylo v minulosti zapojeno hlavně ruční zpracování, které dnes nahradilo strojní zpracování. Mlatové povrchy byly v minulosti nejrozšířenější zpevněné povrchy pro cesty a prostranství a byly realizovány s velkým podílem ruční práce. Postupně byly s nástupem strojního (průmyslového) zpracování drceného kameniva nahrazovány mechanicky zpevněným kamenivem (MZK), což je zjednodušeně řečeno drcené kamenivo obsahující i velmi jemné prachové a písčité frakce.

Použitím různých zpevňujících aditiv do svrchní vrstvy komunikace svým charakterem oscilují mezi mlatovými povrchy a MZK. Obr. 1: Mlatový povrch na nádvoří hradu v Düsseldorfu. Mlat je vhodným povrchem v odpovídajícím historickém kontextu.

Charakteristiky mlatu

Obr. 2: Hráči pétanque mlatový povrch také ocení. Velikou nevýhodou takto zpevněných povrchů je jejich prašnost a při déletrvajících deštích i blátivost. Při postupném ekonomickém růstu společnosti byly proto mlatové povrchy, vzhledem k negativním vlastnostem povrchu zejména v zimním období, v minulosti nahrazovány dražšími povrchy - kamennými dlažbami, litými asfalty, balenými asfaltovými směsmi a dalšími novodobými materiály. Pravdou zůstává, že mlatové a MZK povrchy jsou velmi přívětivé k životnímu prostředí a poslední dobou prožívají renesanci. Než nastalo období „pneumatik“, byla podstatná i jejich další nesporná výhoda, kterou je malý hluk od provozu.

Traduje se, že svůj název získaly od mlatů, na kterých se cepy mlátilo obilí. Mlaty byly tvořeny kamenivem stmeleným hlínou s organickými příměsmi (např. řezankou ze slámy). Jelikož byly mlaty chráněny střechou stodoly před srážkovou vodou, byly poměrně trvanlivé. Každoroční údržba a doplňování povrchu mlatu byla běžná. V dnešní době je přijatelný způsob vytvoření mlatového povrchu použitím povrchové 40 mm tlusté vrstvy s příměsí zahliněných nebo zajílovaných písků (do 20 % hmotnostního podílu) do drceného nebo kopaného kameniva frakce 0/16 mm. Tloušťka jednotlivé vrstvy by se měla rovnat maximálně 1,5násobku velikosti největšího zrna. Hlína a jíly v písku obsažené vyplní mezery mezi zrny kameniva a vytvoří tak ucelený povrch. Vyšší podíl jemných zrn má rozhodující vliv na vytvoření kompaktního a dobře vypadajícího povrchu. Ke zpevnění dojde částečně i chemickou reakcí prachových částic drceného kameniva s vodou, které se chovají podobně jako hydraulická pojiva (minerálbeton). Základním předpokladem pevnosti a trvanlivosti takové vrstvy je zaklínění jednotlivých zrn mezi sebou a maximální vyplnění všech mezer jemným kamenivem. Vrstva by měla být pokud možno bez vzduchových mezer. Jemných zrn musí být právě tolik, aby se pouze vyplnily mezery. Pokud jich bude více, budou se jemné částice rozplavovat a způsobí blátivost povrchu. Při hutnění je také důležitá i vlhkost zpracovávaného materiálu. Optimální vlhkost pro maximální zhutnění je cca 7 až 10 % hmotnostního podílu vlhkosti pokládaného materiálu. Příliš suchý nebo naopak příliš mokrý materiál nelze optimálně zhutnit, to jest vytlačit maximální objem vzduchu.

Na komfortní kompatibilitu povrchu mlatové vrstvy mají vliv velmi jemné částice - jílové materiály. Ty se vyskytují ve dvou základních formách - dispergované a nedispergované. Dispergované jíly jsou za vlhka nestabilní a nedispegrované, díky elektrostatickým vazbám dvoumocných kationtů Ca2+ a Mg2+, stabilní jsou. Nejsou to vazby chemické, ale vazby ovlivňují iontové náboje v jemných částicích. Ty mohou být při větším zvodnění vyplavovány. V případě použití vápencových prosívek v povrchových vrstvách dochází k doplňování uvedených dvoumocných kationtů a udržení stability jemných částic. Pro prosívky z bazických hornin toto neplatí. Výběrem základního materiálu horniny, popřípadě příměsmi do této povrchové vrstvy můžeme docílit i různých barevností povrchů. Nejčastěji okrové, šedé, růžovošedé, bělavé až bílé, červené apod.

V současnosti jsou mlatové povrchy realizovány především od dvou specializujících se výrobců. Společnost TEGRA vyrábí materiály pod obchodními názvy Plazadur, Kreskalit, Bergolit, Hydralit, jejichž konkrétní vlastnosti jsou modifikovány pro konkrétní podmínky užití. Tato společnost vyrábí také zpevňující přísadu - aktivní Copolymer, který se s dávkováním 5 až 7 kg/tunu promísí se základním materiálem obrusné vrstvy. Polymer zajistí dobrou soudržnost a větší odolnost mlatového povrchu. Technologii hutnění po rozprostření vrstvy mlatu je třeba vyzkoušet. V některých případech je třeba omezit či vypnout vibrační hutnění, jelikož je pak vrstva příliš kompaktní a nepropouští vodu. Společnost PARKDECOR má také své, již namíchané materiály, které mají žádoucí vlastnosti mlatových povrchů.

Mechanicky zpevněné kamenivo (MZK)

Mechanicky zpevněné kamenivo je určeno jako spodní nebo horní podkladní vrstva vozovek, odstavných letištních či parkovacích ploch, ramp, nájezdů, ale i např. pro cesty. Mechanicky zpevněné kamenivo vzniká zhutněním nestmelené směsi kameniva nejčastěji frakce 0/32 bez použití tmelící složky. Podmínkou je stanovení ideální křivky zrnitosti drceného kameniva a optimální dávka vody. Základním stavebním materiálem pro kvalitní nestmelené vrstvy (MZK) je tedy směs drceného kameniva o zrnitosti od 0 mm do 32 mm (někdy až 45 mm). Větší zrna musí v nestmelené vrstvě vytvořit pevnou kostru. Nestmelená směs drží díky vnitřnímu tření mezi jednotlivými zrny kameniva, proto musí být toto kamenivo drcené a bez přítomnosti plastických příměsí. K tomuto dochází i díky prachovým složkám, které mají hydraulické vlastnosti.

V grafu zrnitosti jsou uvedeny křivky a důraz je kladen na optimální vlhkost dle Proctorovy zkoušky. Doplňující složka kameniva pro povrchové vrstvy z písčitých a prachových zrn by měla být do 20 % hmotnostního podílu. Nosnou konstrukci tvoří větší drcená zrna, prachová a písčitá zrna tvoří pouze výplň mezi nimi. V praxi se často stává, že požadavky na dodávky směsi MZK překračují kapacitní možnosti míchacího zařízení. Požadavky na zrnitost, vlhkost a provoz jsou řešeny podle ČSN 73 6126-1 a ČSN EN 13285 ed2.

Stále častěji se objevuje poptávka po možnosti směs MZK ukládat do zásoby na skládku. Podmínky pro skladování a pokyny jsou uvedeny v technických dokumentacích a experimentálními pokusy byla ověřena vhodnost skládky pro vybraný typ MZK. Skládka musí být umístěna na urovnaném podkladu z nestmelené směsi kameniva, s minimální tloušťkou 200 mm a s odvodněním. Maximální ochrana proti znečištění a kontrola vlhkosti jsou klíčové.

Vlastnosti povrchu komunikací z MZK se odvíjejí od poměru smíchání jednotlivých zrn kameniva a jejich velikostí, od chemických vlastností horniny a od zhutnění a techniky pokládky. Menší objem jemných zrn znamená hrubší povrch s dobrou propustností, vyšší obsah jemných zrn znamená riziko blátivosti a horší propustnost. Dříve se kal zapracovával do povrchu a povrchový vzhled byl doplněn posypem pískem; dnes se vyloučení kalu stává výjimečným. Příčné spády a drenáž se volí s ohledem na odvodnění a komfortní průjezdnost.

Mechanicky zpevněné kamenivo (MZK) - popis a výhody: Jedná se o drcené kamenivo obsahující i jemné frakce, bez tmelících složek. Nosná konstrukce tvořena z drceného kameniva, přičemž větší zrna tvoří kostru a jemnější výplň. MZK Destro vyniká vysokou stabilitou a hydraulickými vlastnostmi prachových částic. Vrstvy MZK jsou stabilní i při nerovnoměrném zpracování a poskytují jistotu kvality. Cena je příznivá, protože neobsahuje drahá pojiva.

Kalene povrchy

Kalené povrchyJsou podobné MZK v tom, že nejdříve musí být položena nosná vrstva ze stejných materiálů a frakcí. Nosná konstrukce pro kalené povrchy má tloušťku 200 mm z frakce 16/63 mm a u chodců je stanovena stejná úroveň zemní pláně s odpovídajícím modulem přetvárnosti. Poslední 50mm vrstva je z drceného kameniva frakce 8/16 mm, která po hutnění vyplní mezery kalem tvořeným pískem, jílem a hydraulickým pojivem. Všechna tato opatření zajišťují kompaktní vzhled povrchu. Dříve se kal zapracovával do povrchu březovými košťaty a finální povrch byl tenký posyp pískem. Dnes se kalené povrchy staví výjimečně kvůli pracnosti a ruční práci.

Provoz a odvodnění: Srážková voda je odváděna příčnými drény a svodnicemi, které bývají z ocelových profilů, U-profilů nebo železobetonových desek s drážkou pro odvod vody. Příčné spády se volí v rozmezí 1,5 až 2 %. Svodnice jsou kladeny pro lepší průjezdnost kol. Voda se odvádí mimo komunikaci a bývá ponechána do terénu, případně do štěrkového tamponu. Přes určité spády a drenáž je stále nutné doplňovat jemné částice a vyvarovat se vzniku vodních mezer.

Podklad a nosné konstrukce

Příprava podloží a nosných konstrukcí Nosné konstrukce (spodní vrstvy) z mlatu a MZK by neměly být podceňovány. Nosná konstrukce je tvořena drceným kamenivem a zhutňuje se na úroveň modulu přetvárnosti podle zatížení. Kopané štěrkopísky nejsou vhodné pro nosné vrstvy, zejména prané štěrkopísky z říčních usazenin mají kulatá zrna, která nejdou řádně zhutnit. Neprané kopané štěrkopísky díky jemným částicím zhutnit jdou, ale nedrénují vodu. Důležité je dobré odvodnění srážkové a mělké podzemní vody a zajištění příčného sklonu pláně 3 %.

Zemní pláň Pláň bývá založena na upravené a zhutněné pláni a vždy je nutno sejmout lesní hrabanku nebo ornici. Pláň musí být odvodněná; normový příčný sklon 3 % a pravidelné ověřování výšky podzemní vody jsou klíčové pro trvanlivost konstrukce. Geotextilie by neměla sloužit jako dlouhodobé řešení, protože vede k ucpání a zadržování vody. Povrchový podklad vyžaduje modul přetvárnosti Edef,2 > 45 MPa, výjimečně > 30 MPa, a projektovanou únosnost.

Parametry a tabulky

1. Nosná vrstva pro občasné přejezdy vozidel: tloušťka 200 mm, frakce 0/63 mm (drénující 32/63 mm), u zemní pláň modul > 45 MPa.
2. Pro chodce: tloušťka 150-200 mm, frakce 0/32 mm (drénující 32/63 mm), modul 30-45 MPa podle únosnosti pláně.
3. Na podklad dále 50 mm vrstva 0/32 mm a hutnění na modul 70-80 MPa.

Přehled základních frakcí: 0/32 mm, 0/16 mm, 8/16 mm, 16/63 mm, 32/63 mm a další doplňkové frakce pro drenáž a jímavost vody. Doplňující složka kameniva pro povrchové vrstvy z písčitých a prachových zrn by měla být do 20 % hmotnostního podílu. Nosnou konstrukci tvoří větší drcená zrna, výplň tvoří jemná zrna. Pro správnou charakteristiku kameniva je použito zelené zóně grafu zrnitosti.

Moderní dodavatelé a technologie

V současnosti jsou mlatové povrchy realizovány především od dvou specializujících se výrobců. Společnost TEGRA vyrábí materiály pod obchodními názvy Plazadur, Kreskalit, Bergolit, Hydralit. TEGRA vyrábí také zpevňující přísadu - aktivní Copolymer, který se s dávkováním 5 až 7 kg/tunu promísí se základním materiálem obrusné vrstvy. Polymer zajistí dobrou soudržnost a větší odolnost. Technologii hutnění po rozprostření vrstvy mlatu je třeba vyzkoušet. Společnost PARKDECOR má také své připravené směsi s vhodnými vlastnostmi mlatu.

Pro MZK je klíčová správná zrnitostní křivka a optimální vlhkost, definované podle ČSN 73 6126-1 a ČSN EN 13285 ed2. Vrstvy MZK Destro jsou stabilní a odolné i v nerovnoměrném zpracování a zhutnění. Výrobní linky pro MZK mohou dosahovat až 150 tun za hodinu a jsou semimobilní, aby se daly snadno nasadit na místě použití. Míchací centra zvládají několik frakcí a zajišťují optimální vlhkost směsi.

Shrnutí a závěrečné poznámky

Všechny tři druhy povrchů - mlatové, kalené a zpevněné povrchy z mechanicky zpevněného kameniva - sdílejí podobný konstrukční základ a liší se hlavně technologickým postupem a skladbou vrstev. Zatímco dříve dominovalo ruční zpracování, dnes hrají prim strojní technologie v výrobě i pokládce a hutnění. Mlatové povrchy jsou šetrné k životnímu prostředí a mají nízkou hladinu hluku, ale prašnost a citlivost na deštivé období je jejich nevýhodou. MZK poskytuje stabilní a ekonomicky dostupnou alternativu s vysokou hutností a dobrým drenážním systémem, vhodnou pro nosné vrstvy. Kalené povrchy nabízejí další variantu s obdobnou konstrukcí, avšak s vyplacením mezery skrz kalení a často vyšší pracností.

tags: #cesta #z #mechanicky #zpevneneho #kameniva