Jak přispívají silnice posílené geomříží ke snížení energetické náročnosti spojené s dopravou

Snížení valivého odporu vozidel prostřednictvím povrchů stabilizovaných geomříží

Snížení deformace vozovky a ztrát energie mezi pneumatikou a vozovkou

Když zpevníme silniční základny geomřížemi, pomůžeme udržet štěrkové směsi na místě a zabráníme jejich bočnímu posunování. To má významný dopad na odolnost silnic při průjezdu vozidel. Prohlubování (rutting) se tak stává mnohem menším problémem, protože pneumatiky nemusí tak intenzivně překonávat malé nerovnosti způsobené nepravidelnými povrchy. Výzkum chování materiálů ukazuje, že hladší silnice mohou snížit tlak mezi pneumatikami a vozovkou přibližně o 28 %. To znamená, že se při jízdě méně energie proměňuje na teplo. Studie ukazují, že to vede ke snížení spotřeby paliva vozidly přibližně o 5 až 7 procent, protože se pneumatiky méně deformují a v místech styku s vozovkou vyvíjejí méně tepla. Další výhodou je, že pevné spojení mezi jednotlivými vrstvami geomříží brání pohybu půdy pod silnicí, čímž se udržuje estetický vzhled i funkčnost povrchu silnice v průběhu času.

Rozdělení zatížení a potlačení prohlubování (rutting) zvyšují dynamickou účinnost

Při instalaci geomříží se zatížení od náprav vozidel rozprostírá na větší části podloží pod silnicí. Tím se při intenzivním provozu nákladních vozidel téměř zpoloviní výskyt ostrých míst napětí. Díky tomu, jak tyto mříže fungují, se na povrchu silnice vytvářejí méně hluboké rýhy než u běžného povrchu, čímž se udržuje rovný a vyrovnaný stav vozovky. Silnice tak déle udržují dobrý technický stav, což zajišťuje, že pneumatiky udržují optimální kontakt s povrchem vozovky. To snižuje odpor a šetří palivo při pohybu vozidel. Výzkum ukazuje, že silnice zpevněné geomřížemi vykazují během celé své životnosti přibližně o 22 % nižší valivý odpor. Pro dopravní společnosti se to promítá do reálné úspory nákladů na palivo. Navíc je nižší zátěž komponentů zavěšení, protože se silnice méně otřásá.

Prodloužení životnosti silnic za účelu minimalizace energetické náročnosti údržby

Zpevnění geomříží prodlužuje životnost vozovek stabilizací podkladové vrstvy a rozváděním zatížení, čímž se oddaluje strukturální poškození a výrazně snižuje frekvence energeticky náročných oprav povrchu.

Snížení počtu oprav povrchu snižuje emise stavebního vozidlového parku i energetické náklady spojené s dopravními zácpami

Pokud se údržba odloží, není třeba používat tyto na naftu fungující stroje, jako jsou válec nebo asfaltovací stroj, které při položení každé tuny asfaltu vypustí přibližně 8 až 12 kilogramů ekvivalentu CO2. Dalším velkým problémem jsou uzavírky silnic, protože když dojde ke zpomalení provozu, auta prostě stojí a spalují palivo v rychlosti 1,2 až 3,1 litru za hodinu, zatímco jsou uvíznuta v dopravní zácpě. Vezměme si například dálnice: odložení jediného projektu opravy povrchu může během pouhých pěti let snížit emise uhlíku o více než 1 200 metrických tun – a to jen díky vynechání nadbytečných kilometrů, které řidiči ujedou při objíždění, a také díky omezení doby, po kterou se stavební technika zbytečně provozuje.

Stabilizace podloží prodlužuje návrhovou životnost o 40–60 % (AASHTO 2022)

Geomříže působí tím, že brání rozšiřování materiálu do stran a zároveň zabraňují pronikání vody do spodních vrstev zeminy, čímž výrazně zvyšují nosnost silničního tělesa. Silnice postavené s použitím těchto mříží vydrží při intenzivním provozu přibližně 10 až dokonce 15 let, než začnou vykazovat známky poškození, zatímco u nezpevněných silnic je tato doba pouze 6 až 9 let. Podle odborníků z AASHTO, která stanovuje normy pro dálnice a silnice v USA, jejich nejnovější pokyny z roku 2022 potvrzují pozorované výsledky a ukazují, že životnost silnic se geomřížemi je skutečně o 40 až 60 % delší než u silnic bez zpevnění. Navíc menší potřeba oprav znamená, že nové stavební materiály není třeba dodávat tak často. Zamyslete se nad tím: pokaždé, když se vyhneme uložení další vrstvy vozovky, snižujeme emise skleníkových plynů spojené s těžbou kameniva, výrobou asfaltu a dopravou všech těchto materiálů po celé zemi.

Úspory materiálu a zahrnuté energie díky tenčím vozovkám vyztuženým geomříží

Snížení tloušťky asfaltu a štěrku bez kompromisu s výkonem

Když jsou silnice zpevněny geomřížemi, mohou inženýři skutečně snížit tloušťku asfaltových a štěrkových vrstev bez toho, aby se zhoršila kvalita silnice. Studie provedené pomocí softwaru PLAXIS 3D a následně ověřené v reálných testech ukazují, že umístění geomříží přímo do zrnité nosné vrstvy umožňuje snížit tloušťku asfaltové vrstvy o 15 až 30 procent, i když tato hodnota závisí na typu podloží, na němž je silnice stavěna. Tento efekt je tak účinný, protože geomříž zlepšuje rozložení zatížení po povrchu silnice a brání přílišnému bočnímu posunutí jednotlivých vrstev, čímž se v průběhu času vytváří méně děr a nerovností. Z hlediska udržitelnosti zjistili výzkumníci, že tyto tenčí návrhy silnic mají stejnou životnost jako běžné silnice, avšak šetří značné množství přírodních zdrojů, neboť pro stavební projekty není zapotřebí tolik nových stavebních materiálů.

Až o 30 % nižší spotřeba kameniva a nižší obsažené emise CO₂ (FHWA 2023)

Když se geomřížky mechanicky zakliní do vrstev půdy a štěrku, umožňují inženýrům ve skutečnosti snížit tloušťku nosné vrstvy. To znamená, že celkově můžeme ušetřit přibližně 30 % štěrkových materiálů. Podle životních cyklů ukazují studie, že takové úspory materiálů vedou ke snížení uhlíkové stopy v rozmezí 6 až 24 %. Tuto skutečnost potvrzují odborníci Federální správy dálnic ve své nejnovější zprávě z roku 2023 týkající se udržitelných geosyntetik. Upozorňují, že klesá potřeba lomových činností, dopravy všech těžkých materiálů a také energie potřebné pro zhutňování jednotlivých vrstev. Pokud se nad tím zamyslíte, je to naprosto logické.

Ověření v reálných podmínkách: Naměřené úspory energie a paliva na silnicích s použitím geomřížek

Data z reálných polních testů potvrzují to, co mnoho odborníků již dlouho podezřívalo u vozovek zpevněných geomříží z hlediska energetické účinnosti. Při analýze instrumentovaných zkušebních úseků se obvykle zaznamená snížení spotřeby paliva nákladními automobily o 5 až 7 procent ve srovnání s běžnými vozovkami. K tomu dochází proto, že stabilní povrch vytvořený zpevněním pomocí geomříží snižuje valivý odpor. Úspory na palivu se přímo promítají do nižších emisí a provozních nákladů, což je zejména patrné u intenzivních logistických operací, které týdně ujedou tisíce kilometrů. Města, která sledovala stav hlavních silnic v oblastech s mírným podnebím, zjistila, že jejich vozovky zpevněné geomříží udržují dobrý povrchový stav asi o tři až pět let déle než standardní vozovky. To znamená menší počet návštěv pracovních týmů pro nákladné obnovy povrchu. Zajímavé je, jak dobře se výsledky z reálného provozu shodují s předpověďmi z laboratorních studií. Způsob, jakým se zatížení rozděluje mezi jednotlivé vrstvy geomříží, skutečně snižuje ztráty energie vznikající v místě styku pneumatik s povrchem vozovky. Několik měst, která přešla na tuto technologii, zaznamenalo výrazné snížení celkového uhlíkového stopy údržby silnic, což ukazuje, jak praktické a škálovatelné jsou takové úspory energie pro komunity všude po světě.

Často kladené otázky

Co je geomřížka?

Geomřížka je geosyntetický materiál používaný k vyztužování půd a podobných materiálů. Často se používá ke stabilizaci silničních těles tím, že zajišťuje rozložení zatížení a brání bočnímu posunutí materiálů.

Jak geomřížky snižují valivý odpor?

Geomřížky stabilizují silniční základny, snižují deformaci vozovky a rovnoměrněji rozvádějí zatížení, čímž vznikají hladší povrchy vozovek a dochází k menší ztrátě energie v místě styku pneumatik s vozovkou, což nakonec vede ke snížení valivého odporu.

Pomáhají geomřížky ušetřit palivo pro vozidla?

Ano, silnice vyztužené geomřížkami snižují valivý odpor a zlepšují styk pneumatik s povrchem vozovky, čímž se spotřeba paliva pro vozidla sníží přibližně o 5 až 7 procent.

Jaký vliv mají geomřížky na náklady na údržbu silnic?

Vyztužení geomřížkami prodlužuje životnost silnic, snižuje frekvenci obnovy vozovek a vede ke snížení nákladů na údržbu minimalizací potřeby nových materiálů a provozu techniky, což může také přispět ke snížení emisí CO₂.