A pályakorszerűsítési munkák során a vasúti pálya teherbírásának növelése igen fontos követelmény. A hazai vonalak nagy része 210 kN tengelyterhelésre engedélyezett (az alépítmény vagy a felépítmény egyéb elemei miatt), így a 210 kN feletti tengelyterhelésű teherkocsikat rendkívüli küldeményként kell kezelni. Az emelt sebességi és tengelyterhelési feltételek eléréséhez az egyik megoldást az aszfalt kiegészítő réteg nyújtja, amelyhez sok pozitív hazai és nemzetközi tapasztalat fűződik. Itthon körülbelül 100 km-es hosszon alkalmaztak ilyen erősítést, leginkább az erősen árvízveszélyes, gyenge talajmechanikai tulajdonságú, magas talajvízszintű területeken [1].
A nemzetközi szakirodalomban sokat foglalkoznak ezzel a megoldással. Míg az Egyesült Államokban a teherbírás a legfőbb cél, addig Japánban egyes vonalakon a rétegelválasztás a legfontosabb, emiatt a beépített rétegvastagságok is eltérőek. Utóbbi esetben érdekes, hogy ott 5 cm vastagságot alkalmaznak immáron 30 éve sikeresen, melynek kulcsa az alapként szolgáló 15–60 cm vastag, jól osztályozott zúzottkő [2]. Olaszországban 1200 km gyorsvasút épült ilyen technológiával [3].

Az aszfalt védőréteg hatékonysága és avulásának okai

Az aszfalt kiegészítő réteg előnyeit, valamint beépítési szabályait a kiadás előtt álló D.11. Utasítás 9.5. fejezete tárgyalja. A mi­­nimálisan beépíthető vastagság 12 cm, és alkalmazható kiegészítő és önálló teherviselő rétegként is. Hátránya leginkább a nagy beépítési költség (amiben a beépítendő anyag ára mellett a hosszan tartó vágányzár is közrejátszik) és a szükséges útépítési technológia. Utóbbi miatt elengedhetetlen a közúti megközelítés lehetősége is. Ezenfelül figyelembe kell venni az alátámasztási merevség homogenitását. Sok egymás utáni, aszfaltréteg nélkül kialakított szakaszokkal megszakítva nem nyújtanak tökéletes megoldást.
A szemrevételezések során azt tapasztaltuk, hogy az aszfalt védőréteg kiváló elválasztó és erősítő szerepe miatt az alépítményi hibából eredő pályageometriai romlás minimális. Az alépítményi térfogatváltozásból eredő hullámosodásnak és esetleges keresztirányú repedések kialakulásának azonban már negatív hatásuk lehet. Az általam megvizsgált hét szakasz kora 20 és 38 év közötti. Ahol a technológiai fegyelmet betartották, ott a kiegészítő réteg a mai napig kiválóan látja el feladatát.
Az eljárás legnagyobb hátránya a már említett költségessége. Amennyiben viszont életciklusköltség szempontjából vizsgáljuk, az érték pozitív lesz. Osztrák kutatások bizonyították, hogy az aszfalt védőréteget alkalmazó szakaszokon a szük­séges FKG szabályozások közötti idő 67%-kal nőtt. Az életciklusköltség és az üzemidő kapcsolatából kiderült, hogy az üzemidő csaknem 17%-kal megnőtt [4].
Az aszfalt védőréteg avulásának okai a következők lehetnek:

• hőmérsékleti tényező,
• a bitumen elöregedése,
• öntömörödés hiánya,
• dinamikus terhek,
• technológiai követelmények,
• növényzet.

Az öregedés és az öntömörödés hiánya a hőmérséklettel függ össze, viszont ettől függetlenül is külön kell választanunk őket. Az ágyazat nagyrészt takarja a kiegészítő réteg felső síkját, tehát a közutaknál is tapasztalt magas hőmérsékletekből eredő hatások csak kevésbé, de hatnak rá. Az első három tényező miatt a dinamikus terhek nagyobb problémát is jelenthetnek, aminek következtében az aszfalt deformációja erősebb lehet. Emellett az esőzések és a talajvizek okozta talajtérfogat-változás a nem megfelelő víztelenítés hibája, tehát az a többi rossz kialakítási példával együtt a technológiai követelmények csoportjába sorolható.

Az aszfalt védőréteg hibáinak katalogizálása

A vonalszakaszokról gyűjtött legfontosabb adatokat és jellemzőket az 1. táblázatban foglaltam össze.
A további szakaszok állapotának bemutatásához az illetékes pályafelügyelet tapasztalatait használtam fel.
E pályaszakaszokat a Budapest–Hegyeshalom vonal kivételével 210 kN tengelyterhelésre méretezték, jellemzően gyenge altalajra. A beépítési vastagság általában 12 cm. A kapott adatokból és a hibák előfordulásából megállapítható, hogy ahol az aszfalt alatti alap kialakításához nemcsak szemcsés réteget, hanem korábbi zúzottkövet is alkalmaztak, ott az aszfalt állapota sokkal jobb. Ebből arra lehet következtetni, hogy a beépítéskor (min. 20 éve) alkalmazott 10-15 cm szemcsés anyag a talaj térfogatváltozásaihoz igazodva meghibásodást okoz a kiegészítő rétegben is, míg a vastagabb zúzottkőalap csak mérsékelten teszi ezt.

A vonalbejárás során összefüggést kerestem a kivölgyelődött hegesztéseknél vagy a hevederes illesztéseknél létrejövő dinamikus hatás okozta többlet-igénybevétel és a keresztirányú repedések kialakulása között. Mivel erre elegendő példát nem találtam, így ez a lehetőség kizárható.
Végül a következő hibákat ka­ta­logi­zál­tam:

1. Oldalsó letöredezettség
2. Hosszirányú repedések
3. Keresztirányú repedések
4. Burkolt árok elemeinek elmozdulása
5. Az aszfaltréteg hullámosodása
6. Növényzet
7. Sárosodás

Oldalsó letöredezettség

Az aszfalt védőréteg nem megfelelő oldalsó megtámasztását vagy alapját a csapadék kimosta, emiatt az aszfalt alatti alap szintén kimosódik. Ennek következtében megszűnik az ideális alátámasztás, aminek további következménye az aszfalt szélének letöredezettsége. Az így csökkenő szélesség hatására az ágyazat lefolyik, növelve az ágyazathiány lehetőségét.
Az aszfalt védőréteg esetén a csapadékvíz ágyazat alóli intenzívebb kifolyásával kell számolni. A legjobb megoldás a burkolt árok, mivel a klímaváltozás okozta egyre inkább előforduló rövid, nagy mennyiségű csapadékot maradéktalanul el kell vezetni.
Ilyen szempontból a leglátványosabb a Balatonmária–Balatonberény szakasz, ahol jobb oldalon az aszfaltréteg végig teljesen letöredezett (1. ábra), míg bal oldalon a burkolt árok megfelelően látja el a feladatát.

Hosszirányú repedések

Mivel az alépítménybe jutó felszíni vizek útja középen zárt, a vízfelvétel csak oldalról történik meg. A magas vízfelvevő képesség miatt a töltés két széle a folyamatos térfogatváltozás miatt hosszirányban mozog. Az így szintén mozgó aszfalt pedig hosszirányban feltöredezik, és ez akár több méter hosszú is lehet. Ezek a hibák útépítésnél is előfordulnak, ahol a jelenség nagyon hasonló. Ezzel a károsodással a Budapest–Hegyeshalom vonalon találkoztam, ahol az oldalsó burkolóelemek beépítése helyett oldalról kb. 0,5 m széles földmű támasztja a pályaszerkezetet

Keresztirányú repedések

Ezek a repedések az aszfalt védőréteg homogenitásának megszakadását jelentik (2. ábra). A pályageometriai romlások tekintetében ez okozza a legnagyobb pályahibát a folyamatos dinamikus teher okozta mozgás miatt. Az ilyen, vágánytengelyre merőleges keresztirányú repedések az alépítményi tömörség hiánya, illetve az aszfalt alatti kiüregelődések következtében alakulnak ki. Amennyiben egy repedés létrejön, annak mozgása könnyen előidézi további repedések kialakulását. Ennek oka, hogy a behajlás során az aszfalt felszínén húzófeszültség jön létre, ami további repedésekhez vezet (3. ábra). Tovább növeli a problémát, ha a behajláskor megnyíló repedések közé az altalaj benyomódik, és egyfajta ékként funkcionálva meggátolja a kezdő állapot visszaállását.