Innowacyjne technologie cementowe zastosowano na autostradzie A4

Fot. GDDKiA

Przy realizacji inwestycji drogowych stosuje się szereg innowacyjnych technologii, m.in. poprawiających parametry użytkowe dróg czy trwałość nawierzchni. Warunki panujące na drogach krajowych monitorują inteligentne systemy transportowe, które na bieżąco przekazują kierowcom najważniejsze informacje. Wprowadzane innowacje chronią też środowisko naturalne oraz poprawiają poziom bezpieczeństwa ruchu drogowego.
Wiele innowacyjnych technologii i rozwiązań stosowanych na drogach krajowych dotyczy poprawy trwałości nawierzchni, skrócenia czasu prowadzonych prac, bezpieczeństwa, a także późniejszej eksploatacji. Sukcesywnie wdrażane są technologie z obszaru inteligentnych systemów transportowych, które zbierają i przekazują kluczowe informacje dotyczące sytuacji na drodze, oraz rozwiązania proekologiczne, takie jak m.in. odprowadzanie wód opadowych z pasa drogowego czy odnawialne źródła energii.

Na drogach krajowych ITS instalowany jest w celu monitorowania warunków drogowych oraz przekazywania informacji kierowcom

Fot. GDDKiA

Pojęcie inteligentnych systemów transportowych (ITS) jest szerokie i obejmuje szereg działań związanych z wykorzystaniem nowoczesnych technologii informatycznych m.in. w zarządzaniu ruchem czy informacji pasażerskiej w transporcie publicznym. Na drogach krajowych ITS instalowany jest w celu monitorowania warunków drogowych oraz przekazywania informacji kierowcom. Urządzenia do wykrywania zdarzeń na sieci dróg rejestrują np. zatrzymanie ruchu czy pojazdy jadące pod prąd. Następnie przekazują stosowną informację do centrum zarządzania ruchem, które zajmuje się daną drogą. System, poprzez urządzenia do monitorowania warunków ruchu, wskazuje też czasy przejazdu, natężenie ruchu czy prędkość pojazdów. Pozwala to zarządzającemu ruchem na dynamiczne wdrażanie procedur zapewniających jego płynność, stosownie do aktualnego natężenia i klasy technicznej drogi. Czujniki meteorologiczne informują o oblodzeniu nawierzchni, opadach lub mgle. Ich wskazania są również podstawą do interwencji, gdy nawierzchnia drogi przestaje zapewniać odpowiednią przyczepność poruszających się na niej pojazdów.
Znaki zmiennej treści ostrzegają kierowców o utrudnieniach, podają zalecenia dotyczące podróży i przekazują dane o wprowadzonych na drodze ograniczeniach. Umożliwiają też sterowanie ruchem. Treści komunikatów powstają dzięki danym pozyskanym z opisanych wyżej urządzeń monitorowania warunków drogowych i ruchu oraz czujników meteorologicznych. Informacja prezentowana na znakach zmiennej treści pozwala kierowcom odpowiednio przygotować się do sytuacji, jaka czeka ich na drodze. Tym samym, rozwiązania te wpływają na poprawę bezpieczeństwa ruchu drogowego.
Jak infomuje GDDKiA, instalowane na drogach krajowych elementy systemu ITS podłączane będą do powstających centrów zarządzania ruchem, których celem będzie całodobowe monitorowanie warunków ruchu i odpowiednie niwelowanie wszelkich pojawiających się zakłóceń.
Inteligentne systemy transportowe funkcjonują już m.in. na autostradzie A2 (na odcinku Konin - Stryków) oraz na drogach ekspresowych S12 i S17 (Kurów - Lublin i obwodnica Lublina), S6 (Goleniów - Kołobrzeg - Koszalin) i S8 (Piotrków Trybunalski - Mszczonów). Są również planowane do realizacji w ramach Centralnego Projektu Wdrożeniowego oraz w Regionalnych Projektach Wdrożeniowych (RPW), wchodzących w skład projektu „Krajowy System Zarządzania Ruchem Drogowym na sieci TEN-T - etap I” (KSZRD Etap I), a także w ramach Programu Budowy Dróg Krajowych na istniejących i przyszłych drogach ekspresowych i autostradach.
W grudniu zeszłego roku GDDKiA wybrała najkorzystniejszą ofertę na Regionalny Projekt Wdrożeniowy w obszarze dróg ekspresowych S6 i S7 w woj. pomorskim i warmińsko-mazurskim. System pozwoli na sprawne zarządzanie ruchem na drogach ekspresowych, co przyczyni się do zapewnienia jego bezpieczeństwa i płynności. W przypadku drugiej części tego przetargu, która obejmuje drogi A1, A4, S1 i DK1 na terenie woj. śląskiego, wciąż trwa analiza przesłanych ofert.
W grudnia 2020 r. ogłoszono nowe postępowanie przetargowe na RPW w Łodzi, który realizowany będzie w ramach KSZRD Etap I. Zakres prac obejmuje zaprojektowanie, wdrożenie i uruchomienie infrastruktury przydrożnej ITS, takiej jak np. moduły wykrywania zdarzeń, sterowania ruchem czy moduły informowania podróżujących o utrudnieniach.
We wrześniu zeszłego roku podpisano zaś umowę na RPW w ramach projektu KSZRD Etap I, która zakłada wyposażenie dolnośląskiego i opolskiego odcinka autostrady A4 oraz Autostradowej Obwodnicy Wrocławia A8 w jednolity, zintegrowany inteligentny system teleinformatyczny, umożliwiający uruchomienie usług ITS.
Umowa na Centralny Projekt Wdrożeniowy, nazywany też sercem Krajowego Systemu Zarządzania Ruchem Drogowym, podpisana została w maju 2020 r. W ramach Projektu powstanie Krajowe Centrum Zarządzania Ruchem wraz z zaawansowanym systemem informatycznym, który docelowo umożliwi monitorowanie w czasie rzeczywistym wszystkich autostrad i dróg ekspresowych w Polsce. Pozwoli to na bieżące przekazywanie istotnych komunikatów kierowcom w sposób jednolity.

Centrum Zarządzania Ruchem w Strykowie

Fot. GDDKiA

Building Information Modeling (BIM) jest nowoczesną technologią, w której stosuje się trójwymiarowe, cyfrowe modele obiektów, uwzględniające wszystkie niezbędne informacje możliwe do wykorzystania na każdym etapie inwestycji - od projektu przez realizację po odbiór prac, a następnie utrzymanie i zarządzanie.
28 stycznia 2020 r. GDDKiA podpisała umowę na opracowanie kompleksowej dokumentacji projektowej z zastosowaniem metodyki i narzędzi BIM dla budowy obwodnicy Zatora w ciągu drogi krajowej nr 28. Zadaniem wykonawcy będzie również uzyskanie decyzji administracyjnych i sprawowanie nadzoru autorskiego nad budową. Jest to pierwsza umowa podpisana przez GDDKiA, w której wykonawca zobowiązany jest do zastosowania metodyki i narzędzi BIM. Obecnie trwa opracowanie projektu budowlanego.
Obwodnica Zatora w ciągu DK28 realizowana jest w ramach projektu pilotażowego. Ma on służyć edukacji i pobudzeniu polskiego rynku budowlanego w zakresie wdrożenia BIM oraz zainicjowaniu procesów cyfryzacji w systemie zamawiania, realizacji i utrzymania obiektów drogowych w Polsce. Do projektu zaangażowaliśmy także uczelnie techniczne, tak aby kształcąc młodych inżynierów, mogły one korzystać z wiedzy i doświadczeń zebranych podczas jego realizacji.

Centrum Zarządzania Ruchem w Dysie

Fot. GDDKiA

Najwięcej rozwiązań innowacyjnych w obszarze nawierzchni zastosowano do tej pory dla nawierzchni z mieszanek mineralno-asfaltowych. W 2016 roku na odcinku drogi ekspresowej S8 Opacz - Paszków (woj. mazowieckie) wykonana została tzw. nawierzchnia długowieczna. Zasłużyła na to miano dzięki temu, że okres jej eksploatacji wynosi co najmniej 50 lat! Przynajmniej do 2066 roku konieczna więc będzie na tej trasie jedynie okresowa (co 12 - 15 lat) wymiana warstwy ścieralnej.
Ciekawym rozwiązaniem jest także recykling nawierzchni drogowej, czyli powtórne użycie mieszanki mineralno-asfaltowej odzyskanej z nawierzchni. Odzyskiwanie następuje podczas frezowania nawierzchni, np. przy wymianie warstwy ścieralnej. Poprawę właściwości nawierzchni uzyskać można przy zastosowaniu technologii recyklingu na zimno (użyta na drodze ekspresowej S3 na odcinku Miękowo - koniec obwodnicy Brzozowa w woj. zachodniopomorskim) oraz recyklingu na gorąco (rozwiązanie to zastosowano na kilku odcinkach dróg krajowych w województwie świętokrzyskim).
Innowacje mogą też być sposobem na zagospodarowanie odpadów gumowych, np. zużytych opon samochodowych. Wykorzystuje się je do modyfikacji mieszanek mineralno-asfaltowych, poprzez dodanie do nich od 10 do 18 proc. granulatu gumowego. Asfalt i granulat łączą się przy podgrzaniu do temperatury 190 - 220 stopni Celsjusza. Nawierzchnie tego typu wykonano m.in. na obwodnicy Nidzicy (woj. warmińsko - mazurskie), na drugiej jezdni drogi ekspresowej S3 Sulechów - Nowa Sól (woj. lubuskie), na odcinku S7 Rybitwy - węzeł Kraków (woj. małopolskie) oraz na drodze krajowej nr 4 w miejscowości Młyny (woj. podkarpackie).
Skrócenie czasu realizacji budowy, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej trwałości nawierzchni, było możliwe dzięki technologii SMA 16. Pozwala ona na wykonanie jednowarstwowej nawierzchni asfaltowej, do grubości 10 cm, zamiast tradycyjnych dwóch warstw. Rozwiązanie to zostało wykorzystane m.in. na odcinku DK50 Łochów - Mińsk Mazowiecki (woj. mazowieckie) oraz na drodze ekspresowej S3 Legnica - Lubawka (woj. dolnośląskie).

Rozwiązania innowacyjne stosowane są również dla nawierzchni z betonu cementowego. Właściwości nawierzchni można poprawić m.in. poprzez zastosowanie technologii grindingu (usunięcie cienkiej warstwy nawierzchni przy pomocy tarcz diamentowych w celu zwiększenia szorstkości) lub groovingu (wykonanie rowków na istniejącej nawierzchni, co polepsza jej właściwości antypoślizgowe i zmniejsza hałas). Rozwiązania te zastosowano np. na odcinku autostrady A4 w woj. dolnośląskim oraz na drodze ekspresowej S8 Piotrków Trybunalski - Radziejowice (woj. łódzkie i mazowieckie).
Uszkodzenie płyt betonowych w nawierzchni, konieczność ich wymiany lub naprawy, to spory kłopot, gdy mówimy o drodze szybkiego ruchu, a zwłaszcza o autostradzie. W takiej sytuacji wykonawca musi zrobić wszystko, aby nie powodować długotrwałych utrudnień w ruchu, wyłączania pojedynczych pasów lub całej remontowanej jezdni. W wykonaniu prac w bardzo krótkim czasie pomaga technologia betonu szybkosprawnego, która zastosowana została na odcinku autostrady A4 i przy pracach naprawczych na obwodnicy Młodzieszyna (woj. mazowieckie).
Rozwiązania innowacyjne zastosowane zostaną również na odcinku drogi ekspresowej S7 Pieńki - Płońsk, gdzie powstanie pięć obiektów inżynierskich z nawierzchnią betonową. Rozwiązania te pozwolą m.in. na uciąglenie nawierzchni betonowej na całym odcinku o długości 14 km oraz wyeliminowanie miejsc styku nawierzchni betonowej i asfaltowej. Na tej samej trasie rozważane jest także wykorzystanie innych innowacji, takich jak dylatacje polimerowe na obiektach inżynierskich czy zbrojenie kompozytowe przeciwskurczowe. Dodatkowo analizowana jest zmiana zbrojenia stalowego na kompozytowe na odcinkach nawierzchni z betonem cementowym ze zbrojeniem ciągłym. Pozwoli to zarówno obniżyć koszty (np. transportu, ze względu na mniejszą wagę prętów kompozytowych), jak i zwiększyć trwałość konstrukcji (zbrojenie kompozytowe jest mrozoodporne, nie przewodzi ciepła i nie koroduje).