GDDKiA - drogi betonowe

1. 1. Zjawisko ASR w betonie
W latach 2000-2010 w Niemczech na ponad 300 km betonowych autostrad federalnych
wystąpiło tzw. zjawisko ASR (reakcja alkalia-krzemionka), co spowodowało poważne
uszkodzenia strukturalne oraz naraziło użytkowników tamtejszych dróg na duże utrudnienia
w czasie podróży, a budżet państwa na wydatek ok. 300 mln euro na niezbędne naprawy.
Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad analizując doświadczenia niemieckie oraz
uwzględniając wiedzę z innych państw w zakresie technologii i uszkodzeń betonu (kraje UE,
USA, Kanada), podjęła działania zmierzające do wypracowania odpowiednich wymagań dla
kruszyw i cementów do betonów. Celem tych działań jest zminimalizowanie ryzyka
wystąpienia zjawiska ASR na realizowanych w ramach zadań GDDKiA nawierzchniach dróg
krajowych z betonu cementowego oraz obiektach inżynierskich.
2. Praca badawcza zrealizowana w ramach projektu Narodowego Centrum Badań
i Rozwoju pn. Rozwój Innowacji Drogowych (RID)
Wymagania obowiązujące obecnie w GDDKiA w zakresie badań reaktywności alkalicznej
kruszyw zostały opracowane w ramach zrealizowanego w latach 2016-2019 projektu
badawczego RID współfinansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju oraz
GDDKiA (RID-37 pn. „Reaktywność alkaliczna krajowych kruszyw”). Zgodnie z umową zawartą
pomiędzy NCBR i GDDKiA oraz wykonawcą prac, tj. konsorcjum składającego się z Instytutu
Ceramiki i Materiałów Budowlanych w Krakowie oraz Instytut Podstawowych Problemów
Techniki Polskiej Akademii Nauk, efektem końcowym miało być opracowanie „Wytycznych
Technicznych w zakresie projektowania betonów konstrukcyjnych i nawierzchniowych o dużej
trwałości, ze szczególnym uwzględnieniem zabezpieczenia przed wystąpieniem uszkodzeń
betonu spowodowanych reakcją AAR”, a Wytyczne te powinny mieć wymiar krajowych
Wymagań Technicznych zaaprobowanych do stosowania przez GDDKiA. Wobec tak
postawionych wymagań umownych, w efekcie końcowym autorzy RID przedstawili i
podsumowali wyniki swojej pracy w postaci „Wytycznych technicznych klasyfikacji kruszyw
krajowych i zapobiegania reakcji alkalicznej w betonie stosowanym w nawierzchniach dróg i
drogowych obiektach inżynierskich”, które dostępne są na stronie GDDKiA
(https://www.gddkia.gov.pl/pl/1118/dokumenty-techniczne). Wiedza zawarta w Wytycznych
Technicznych RID, oprócz badań własnych wykonanych przez autorów projektu RID, bazuje
również na osiągnięciach i wiedzy światowej, zaczerpniętej z systemów badań reaktywności
kruszyw innych państw (normy ZTV, ASTM, AASHTO oraz doświadczenia krajów UE, USA i
Kanady).
3. Stan prawny dotyczący reaktywności alkalicznej kruszyw do betonów
Nawierzchnie z betonu cementowego czy elementy betonowe obiektów inżynierskich są
bardziej narażone na reakcje alkalia-kruszywo niż beton, który jest chroniony podczas
eksploatacji przed wilgocią lub zmienną temperaturą. Dlatego też w tym obszarze

2. wprowadzone zostały uregulowania prawne, które mają na celu zapewnienie właściwej
jakości elementów betonowych. Przytoczyć w tym zakresie należy poniższe wymagania
stawiane kruszywom do betonów:
• Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 30 maja 2000 r.
w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogowe obiekty
inżynierskie i ich usytuowanie
§ 156 ust. 3
„Jako oddziaływanie środowiska materiałowego, o którym mowa w ust. 1 pkt 4,
powinno się uwzględnić wzajemne relacje składników wyrobu, w szczególności:
1) reaktywność alkaliczną kruszyw z cementem (…).”.
• Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 1 sierpnia 2019 r. zmieniające
rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać
drogowe obiekty inżynierskie i ich usytuowanie
§ 165 ust. 2 oraz ust 4:
ust. 2 Przy doborze kruszywa należy uwzględniać (…):
- agresywność środowiska, na które będzie narażona konstrukcja,
- projektowaną trwałość konstrukcji.
ust. 4 W drogowych obiektach inżynierskich należy stosować kruszywa mineralne
niewykazujące szkodliwej reakcji z wodorotlenkami sodu i potasu w betonie.
• Katalog Typowych Konstrukcji Drogowych Obiektów Mostowych i Przepustów -
dokument rekomendowany do stosowania przez Ministerstwo Infrastruktury.
Zgodnie z wymaganiami podanymi dla kruszywa grubego oraz drobnego – kategoria
reaktywności kruszywa powinna wynosić R0 (kruszywo niereaktywne).
• Rozporządzenie Ministra Inwestycji i Rozwoju z dnia 13 czerwca 2018 r. zmieniające
rozporządzenie w sprawie sposobu deklarowania właściwości użytkowych wyrobów
budowlanych oraz sposobu znakowania ich znakiem budowlanym.
Kruszywo do betonu zgodnie z wymaganiami powyższego rozporządzenia podlega
systemowi oceny 2+, oraz została dla niego opracowana norma PN-EN 12620.
Producent wyrobu budowalnego, jakim jest kruszywo do betonu, zobowiązany jest
więc do deklarowania właściwości użytkowych tego wyrobu określonych w normie
zharmonizowanej.
• Norma PN-EN 12620 Kruszywa do betonów:
Pkt 5.7.3 Reaktywność alkaliczno-krzemionkowa – Jeżeli jest to wymagane,
reaktywność alkaliczno-krzemionkową kruszyw należy ocenić zgodnie
z postanowieniami ważnymi w miejscu stosowania, a wyniki deklarować.
• Wycofanie bez zastąpienia norm
❖ PN-91/B-06714-34 „Kruszywa mineralne - Badania - Oznaczanie reaktywności
alkalicznej” oraz
❖ PN-92/B-06714-46 „Kruszywa mineralne - Badania - Oznaczanie potencjalnej
reaktywności alkalicznej metodą szybką”.

3. 4. Wprowadzanie wymagań do materiałów wzorcowych
Tak jak wyżej wskazano, w Polsce obowiązywały dwie normy dotyczące badań reaktywności
alkalicznej kruszyw, tj. PN-91/B-06714-34 oraz PN-92/B-06714-46, które zostały wycofane
odpowiednio w latach 2012 oraz 2020 bez zastąpienia. Aby wypełnić powstałą w wyniku
powyższego lukę dokumentacyjną, opracowane wymagania należy traktować jako wytyczne,
tj. „przepisy w miejscu stosowania” w rozumieniu normy PN-EN 206 „Beton, wymagania,
właściwości, produkcja i zgodność”.
Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad od początku realizacji projektu RID-37 miała
świadomość, jak ważnym zagadnieniem jest wprowadzenie na polski rynek infrastruktury
drogowej wymagań stosowanych już z powodzeniem w innych państwach. Istnieje bowiem
powiązanie pomiędzy kategorią reaktywności stosowanych kruszyw i uzyskiwaną wobec tego
jakością, a co za tym idzie trwałością elementów betonowych. Dlatego też, z uwagi na istotę
zagadnienia oraz wpływ wyników pracy RID-37 na szeroko rozumiane środowisko drogowe,
przygotowanie i wdrożenie do stosowania dokumentów zawierających zapisy Wytycznych
Technicznych RID każdorazowo były poprzedzane szerokimi konsultacjami, zarówno
wewnętrznymi w GDDKiA, jak również zewnętrznymi z przedstawicielami świata nauki oraz
środowiska drogowego, również w formie bezpośrednich spotkań.
Analizując przyjęty przez GDDKiA sposób wdrażania Wytycznych Technicznych RID do
dokumentacji wzorcowej, rozpowszechnianie wiedzy o wprowadzaniu wniosków RID, liczbę
podmiotów, które wyraziły chęć opiniowania Wytycznych Technicznych, można z całą
pewnością uznać, że w zakresie wymagań wprowadzanych do dokumentów wzorcowych
zainteresowane podmioty miały realną szansę na przedstawienie swoich uwag.
Warto w tym miejscu nadmienić, że Wytyczne Techniczne RID są znane w środowisku
drogowym co najmniej od momentu opiniowania pierwszej specyfikacji na beton
nawierzchniowy, która po procesie opiniowania zaczęła obowiązywać jako wzorzec od
czerwca 2018 r., czy też od czasu opiniowania i następnie opublikowania specyfikacji na beton
konstrukcyjny, która to publikacja miała miejsce w maju 2019 r. Przygotowane i wprowadzone
do stosowania wzorce specyfikacji zawierały zapisy bezpośrednio odwołujące się do
Wytycznych Technicznych RID, natomiast zastosowanie ich na konkretnych już kontraktach
odbywało się z pewnym czasowym przesunięciem, wynikającym z trwających przygotowań
dokumentacji kontraktowej oraz procedury przetargowej.
Od czasu wprowadzenia Wytycznych Technicznych RID do stosowania w GDDKiA, uczestnicy
procesu inwestycyjnego (producenci kruszyw/dostawcy/wykonawcy) powinni dążyć do jak
najszerszego rozpoznania i przebadania kruszyw. Czas trwania badań zgodnie z procedurami
Wytycznych Technicznych RID wynosi odpowiednio 14 dni dla PB/1/18 oraz rok dla PB/2/18.

4. 5. Kontrola jakości cech powierzchniowych gotowych nawierzchni.
Cechy nawierzchni z betonu cementowego są weryfikowane w taki sam sposób jak
nawierzchnie bitumiczne. Sprawdzeniu podlegają parametry określone w dokumentach
kontraktowych takich jak WWiORB czy Katalogi Typowych Konstrukcji Nawierzchni,
stanowiące załączniki do WWiORB. W tym zakresie badane są m.in. cechy funkcjonalne, a więc
interesujące użytkowników dróg efekty końcowe uzyskanej nawierzchni. Kontrolowane są
w taki sam sposób zarówno przy nawierzchniach asfaltowych jak i betonowych
i monitorowane są w tym względzie poniższe parametry:
• równość podłużna nawierzchni,
• równość poprzeczna nawierzchni,
• miarodajny współczynnik tarcia.
W wyżej wymienionym obszarze obowiązujące rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia
1 sierpnia 2019 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim
powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie stawia wymagania funkcjonalne dla
dróg, niezależnie od materiału, jaki jest zastosowany w warstwach ścieralnych nawierzchni.
Prowadząc natomiast monitoring jakości robót w GDDKiA, stwierdzić można, że
zdiagnozowane problemy z osiągnięciem niektórych parametrów funkcjonalnych na drodze
występują zarówno w nawierzchniach betonowych, jak i asfaltowych.
6. Podsumowanie - działania GDDKiA
W celu umożliwienia zastosowania danego materiału na budowie, prowadzone są badania
według procedur badawczych określonych w Wytycznych Technicznych RID. Wykonywane są
one zarówno przez producentów kruszyw/dostawców/wykonawców, jak również przez
laboratoria GDDKiA w ramach badań własnych. Rozpoznanie wykonane m.in. w ramach badań
własnych GDDKiA pozwala na stwierdzenie, że możliwe jest pozyskanie kruszyw
niereaktywnych zarówno w formie kruszywa grubego jak i drobnego w różnych rejonach
Polski. Stawiane zgodnie z RID-37 wymagania, ujęte w obowiązujących obecnie Wytycznych
Technicznych RID, pozwalają natomiast na stosowanie kruszyw w zależności od uzyskanych
wyników kategorii reaktywności. Dla możliwości wykorzystania kruszyw istotna w tym
względzie jest zarówno klasa obiektu (S1-S4) czy też kategoria oddziaływania środowiska (E1-
E3), w którym dany obiekt pracuje.
Od czasu wprowadzenia wymagań Wytycznych Technicznych RID, GDDKiA nieustannie
poszerza wiedzę dotyczącą badań kruszyw stosowanych do betonu konstrukcyjnego oraz do
nawierzchni z betonu cementowego. Gromadzone informacje pozwalają na prowadzenie
analiz oraz wyciąganie wniosków o obszarach wymagających doprecyzowania bądź
podejmowania działań.