A nagyelemes rendszer választékát bővítve egy korszerű, szintetikus szálerősített síncsatornás, sínkörülöntéses modulrendszerű átjárócsaládot fejlesztettünk ki a hód­me­ző­vásárhelyi Csomiép Kft.-vel. A fejlesztésnél felhasználtuk a cég innovációit és az eddig szerzett tapasztalait. Az átjáróelemekhez Sika gyártmányú sínágyazó és dilatációs hézagképző anyagot használunk. Az átmeneti szakaszokba Getzner aljtalpakat és rugalmas szőnyegeket terveztünk be. A rendszer lehetővé teszi a vasúti pálya sebességtartományához igazodó fokozatos átmenetet biztosító szakaszok kiépíthetőségét, az átjárópanelek és azok elemeinek teljes körű csapadékvíz-elvezetését úgy, hogy az nem kerül az ágyazatba és az alépítménybe. A fejlesztés komplexitása folytán foglalkozik az átjáró elemeihez csatlakozó útburkolatok rétegrendjének, tartós, hosszú élettartamú kialakításával a közúti forgalmi terhelés figyelembevételével, a vágánytengelytől 8,00-8,00 m hosszú útszakaszok kiépítésének műszaki tartalmával és megoldásaival is. Ami a napjainkban érvényes jogszabályok alapján a vasút-üzemeltetők fenntartási kötelezettségei közé tartozik.
Az útátjáró panelcsalád elemei nem tartalmaznak szög- vagy laposacél nyomcsatorna-élvédelmet, ami a betonelemek szintetikus szálerősítésének köszönhető. Üzemeltetői igény esetén a panelek acélbetétek helyett műanyagszál BFRP (Basalt Fiber Reinforced Polymer, ami polimer műgyantával erősített bazaltszálat jelent) betétekkel is gyárthatók, ami kedvezően befolyásolja a biztosítóberendezések üzembiztos működését, a hamis foglaltság kiküszöbölését. A szintetikus szálak és BFRP betétek alkalmazásakor nem jön létre betonacél-korrózió, valamint az egyenáramú vontatásnál nem alakul ki a kóboráram okozta korrózió.
Az üzemelő vasútvonalak esetében fontos szempont a vasúti pályák alacsony fenntartási és üzemeltetési költsége, a szerkezetek hosszabb élettartama, jobb minősége, magasabb működési biztonsága, korszerűbb működése és a szélesebb körű elemválaszték.
A kifejlesztett rendszer minden át­já­ró­geometriánál alkalmazható, akár egy, akár több vágány, párhuzamos vagy szögben hajló, egyenes vagy ívben futó vágányok esetén is.
A vasúti átjárók üzemeltetése, működtetése és a baleset-megelőzés terén elsődleges szempont a forgalom- és üzembiztonság, továbbá a rendeltetés szerinti használhatóság, az élettartam és a fajlagos fenntartási költség, valamint a tényleges beépítéshez tartozó ár-érték arány figyelembevétele. Üzemeltetői elvárás, hogy az egyes közlekedési pályák (a vasúti átjáróban és annak környezetében a vasúti pálya és az útpálya vonatkozásában is) műszaki állapota, megbízhatósága az élettartamuk alatt végig kifogástalan legyen, mert így biztosítható a balesetmentes, magas komfortú utas- és áruszállítás. Fontos továbbá, hogy a rendszer az életciklusa alatt ne igényeljen rövid időközönkénti költséges fenntartást. A fejlesztés során az elsődleges szempontokhoz soroltuk az egyes elemek és szerkezetek lehetőleg azonos vagy közel azonos ideig tartó hibamentes üzemelésének komolyabb beavatkozás, átépítés vagy javítási munkák nélküli kialakítását. A rendszer a fentieken kívül maradéktalanul biztosítja a jogszabályokban, szabványokban és utasításokban előírt követelményeket.
Fontos igény a beruházók, kivitelezők és üzemeltetők részéről a szerkezetek komplexitása, a korszerű anyagválasztás, az egyszerű tervezhetőség, a nagyobb forgalmi zavar nélküli, biztonságos beépíthetőség, a mérethatárok minél egyszerűbb betarthatósága, az igényeket kielégítő teljes körű elemválaszték. További fontos szempont a gyártás, beépítés és bontás során, hogy a természetkárosítás mértéke minél kisebb legyen, és hogy az elemek minél jobban illeszkedjenek a meglévő rendszerekhez.

A rendszer bemutatása

Az alkalmazhatóság kritériumai, javaslatok a beépítés helyére:

• A panelcsalád tetszőleges (keskeny, normál, széles) nyomtávolságú vágányokban, nyombővítés kialakításával is alkalmazható.
• A beépíthetőség minimális ívsugara (R min.) nagyvasútnál 100 m, városi vasútnál 20 m.
• A beépíthetőség sebességtartományai nagyvasútnál V = 0–160 km/h vasúti és V = 0–90 km/h közúti sebesség; városi vasútnál V = 0–100 km/h vasúti és V = 0–90 km/h közúti sebesség.
• A szerkezetek 250 kN vasúti és 115 kN közúti tengelyterhelésig alkalmazhatóak az A–R közúti forgalom terhelési osztályokon belül.
• A nagy terhelésű logisztikai telepeken az ágyazóbeton és alágyazati rétegek vastagságnak növelésével akár 1100 kN tengelyterhelésű közúti teherre való alkalmasság is kiépíthető.

A panelcsaládból tetszőleges hosszúságú burkolt vágány is építhető iparvágányokban állomásokon, peronokban, szerelőműhelyekben, intermodális átrakókban. Alkalmazható a nagy és városi vasúti pá­lyákban, de a Tram-Train forgalomra alkalmas vágányokba is beépíthető. A rendszer elemei kétféle beépítési technológiával telepíthetőek, rövid és hosszú vágányzári idő rendelkezésre állása esetén. Ennek megfelelően a beépítés lehet az elemek ágyazóbetonba történő építésével, úsztatással hosszú, 3–6 napos folyamatos vágányzár esetén, és injektálással 14–16 órás vágányzár esetén is.
A rendszernek vannak külön legyárt­ható városi vasúti elemei is, melyek átjárókban, csomópontokban, peronokban vagy burkolt vágányok építésénél is felhasználhatók.

Az átjárócsalád javasolt beépítési helyei a közúti forgalom jellege és mértéke alapján

Az országos közutak keresztmetszeti forgalma az országos közúthálózat átlagos napi forgalmából meghatározott forgalmi kategóriákat tartalmazza, melyek alapján a beépítést az alábbi útkategóriákban javasoljuk.
Az éves és heti forgalomlefolyás szerinti forgalomjellegek (Jelleg 1) A–F és napi forgalomlefolyás szerinti forgalomjellegek (Jelleg 2) 1–2. útcsoportokba javasoljuk beépíteni ott, ahol a MOF (mértékadó óraforgalom) meghaladja a 200 egységtengely áthaladását. Másképp megfogalmazva a beépítés kritériumát: oda kell beépíteni, ahol a más rendszerű átjárókban a fenntartás 2-3 évenkénti ismétlődése és/vagy az elemek évenkénti cseréje szükséges. Természetesen a panelcsalád beépíthető bármely forgalmi terhelési osztályú szintbeli kereszteződésbe az A–R kategóriákon belül. Példaként mutatjuk be a 85-ös sz. út Csorna belterületén létesített vasúti átjárót (1. ábra).

A rendszer főbb szerkezeti elemei és anyagai

• Az előregyártott szintetikus mak­ro­szá­las, BFRP vagy betonacél-betétes erősítésű (szögacél élvédelem nélküli) síncsatornás, előregyártott beton útátjárót a 2. ábra, az átmeneti mező elemeinek választékát a 3. ábra mutatja. Az átmeneti mezők monolitikusan is kialakíthatóak, meglévő kötöttségek, például műtárgyak esetén. Az átjáróelemek és az átmeneti szakaszok elemei a csatlakozó vasúti pálya irányába V = 0–100 km/h-ig, illetve V = 100–160 km/h sebességtartományra alkalmasak.

A kiegészítő elemek

• A kiegészítő elemek közül a csavarkapocs-emelő, amely az útátjáró panel élvédelmét is szolgálja, valamint a nyomcsatorna-kifolyó a 4. ábrán lát­ható.
• Sika Icosit 340/65 kétkomponensű síncsatorna kiöntő-rögzítő sínágyazó anyag (5. ábra), amely a dilatációs hézagképzést is biztosítja a panelek és szerkezeti elemek közötti hézagoknál. 
• Beton sínkamraelemek, melyek a sínkamrába ragaszthatók, alkalmazásuk további költségmegtakarításokat eredményez (6. ábra).

• Két- vagy többvágányú átjáró kiépítése esetén a vágányok közötti szakaszokra előregyártott szintetikus szálerősített beton útpályaelemek építhetők be. Az elemek egyenes és  íves kialakítású átjárópanelekhez is illeszthetők, akár 4,75 m vagy 5,00 m vágánytengely-távolságra történő kiépítéssel. A közúti pályalemez-csatlakozáshoz kialakított szegély a 7. ábrán látható.
• Getzner gyártmányú aljpapucs és al­ágya­zati szőnyeg az átmeneti mezők első és második szakaszánál (8., 9. ábra).
• Az átjáró minden szerkezeti elemére kiterjedő komplex vízelvezetési rendszer kiegészítő elemeivel biztosítja a teljes vízelvezetést.
• Tartozék elem az opciós folyókaelem és a nyomcsatorna-víztelenítő elem is, amelyet minden átjáróba beépítenek.
• Az alépítményi javítórétegekbe történő csapadékvíz bejutásának megakadályozását vízzáró burkolatcsatlakozások, vízzáró hézagtömítések, olvadó bitumenes szalagok, valamint a Csomiép Beton és Meliorációs Termékgyártó Kft. által gyártott alépítményi résfolyóka elem biztosítja, amely az átmeneti mezőket vízteleníti. A rendszerhez tartoznak a Rehau gyártmányú Raudril Rail DN 400 aknák és az UP SNH DN 160-200 csapadékvíz-szállító csövek.
• Kiegészítő elem a nyom­csa­tor­na­fű­tő­elem is, amely igény szerint beépíthető.
• Az útpályák kialakításához szükséges geotextília, georács és aszfaltháló vagy aszfaltrács is.
• Az átmeneti panelek készülhetnek integrált folyókaelemmel és folyókaelem nélkül. 60 km/h vagy az alatti vasúti pályasebesség esetén az átmeneti mezők beépítése nem szükségszerű, de ebben az esetben is meg kell oldani a panelről és a nyomcsatornából kifolyó csapadékvíz elvezetését. Erre szolgál a keresztfolyóka-elem és a nyomcsatorna-kifolyó elem. Az átmeneti panelek belső fenéklemezének középső harmada 20‰ lejtésű, hogy a csapadékvíz a lemezekből még 15‰ ellenirányú lejtés esetén is kivezethető legyen.

Az elemcsalád főbb összeállítási lehetőségei:

• Csak átjárópanelek (pl. iparvágányban lévő átjáró esetén).
• Csak átjárópanelek és keresztfolyóka-elemek, valamint nyomcsatorna-kifolyó elemek (pl. iparvágányban lévő átjáró esetén).
• Át­járópanelek – ke­reszt­folyóka-elemek és nyomcsatorna-kifolyó elemek – átmeneti mező integrált folyókaelem nélkül (pl. B2 kategóriájú vasúti mellék­vonalban lévő átjáró esetén).
• Átjárópanelek – átmeneti mező integrált folyókaelemmel (pl. B1 kategóriájú vasúti mellékvonalban lévő átjáró esetén).
• Átjárópanelek – átmeneti mező integrált folyókaelemmel, valamint nyomcsatorna-kifolyó elemek (pl. A1 vasúti fővonal­ban lévő átjáró esetén).

Az elemcsalád tulajdonságai, szerkezeti kialakítása és előnyei

A rendszer nagyvasúti és városi vasúti elemei teljesítik a legnagyobb közúti és vasúti tengelyterhelési és sebességkövetelményeket, továbbá alkalmasak a legnagyobb közúti forgalmi terhelések elviselésére is.
A korszerű, hosszú élettartamú útburkolat kialakítása és a burkolat panelekhez történő egyedi csatlakozásának megoldása a burkolat irányába a csatlakozó útpálya szegélylemezzel biztosított. A panelek szélén, az aszfaltrétegek vastagságában olvadó bitumenes szalag biztosítja a rugalmas és hosszú élettartamú vízzárást a betonelemek és a burkolat között, ami meggátolja az átmenőhézagok kialakulásának lehetőségét is. Mivel felülről nincs csapadékvíz-beáramlási lehetőség a burkolatból és a betonelemekből az alépítmény irányába, ezért az átjáróhoz az útburkolat hosszában nem kell felépítményi szivárgót kiépíteni. Az aszfalt zsugorodása után, 10-15 év elteltével a hézag Sika tömítőanyaggal újra kiinjektálható.

A szegélylemezt az úsztatásos beépítésnél a megszilárdult úsztatórétegnek a panelektől oldalirányban kiálló 30 cm széles része alkotja. Injektálásos beépítés esetén az útszegélylemezt a panel szélén alakítják ki a gyártás során.

Az elemcsalád négyféle nagyvasúti, egyféle városi vasúti átjáróelemet, négyféle át­meneti panelelemet, továbbá háromféle tartozékelemet tartalmaz. Az átjáró standard elemek 2,40–5,40 m hosszak között, 60 cm méretlépcsővel készülnek. Szélességük 2,495 m. A nagyvasúti elemek vastagsága 40 cm, a városi vasúti elemeké 30 cm.
A V = 0–100 km/h, valamint a V = 100–160 km/h sebességtartományokhoz igazodóan az eltérő alátámasztási merevségek közötti átmenetet ún. átmeneti elemek biztosítják.

Az átmeneti szakaszok monolitikusan is kialakíthatók. A rövid átmeneti elem 9 db aljtávolsághosszban (5,40 m), a hosszú átmeneti elem 15 db aljtávolsághosszban (9,00 m) biztosítja az átmenetet. Az átmeneti mezők készülhetnek beépített folyókával vagy folyóka nélkül is. A folyókatestek üledékfogós kivitelűek. A különböző sebességtartományokban történő beépítés felülnézete a 10. és a 11. ábrán látható. A lépcsős átmeneti elem beépítésére mutat példát a 12. ábra.
Az elemválaszték lehetővé teszi a közúti, a kerékpáros és gyalogos forgalmi sávok számára az igénybevételnek megfelelő elem kiválasztását és a szükséges burkolatszélességek, valamint a biztonsági sávok kialakíthatóságát. A beépítés hosszmetszete a közút tengelyében a 13. ábrán látható.

A panelek gyártása történhet hagyományosan acélbetéttel vagy BFRP  betéttel. Az alap statikai szilárdságot a szintetikus szerkezeti szálak biztosítják, az acél- vagy BFRP betétek a szállítás, emelés, felszakítás többlet-igénybevételeit viselik. A szerkezeti kialakítás kiválasztását (acélbetét vagy BFRP betét) az átjáróban alkalmazandó biztosítóberendezés típusa, működési biztonságának igénye határozza meg. Ha a biztosítóberendezési rendszer érzékeny az acélbetétekre, vagy az egyenáramú vontatásnál a kóboráram kárt tehet a betétekben, akkor a BFRP szálak alkalmazása célszerű, amely a sókkal, agresszív talajvízzel szemben is ellenálló.
A szintetikus szálak alkalmazása miatt a panelek síncsatornái nem igényelnek acél élvédelmet. A szabad nyomcsatornaél a közúti járművek okozta dinamikus terhek csökkentése, a járműkerék védelme és az átkelési zaj csökkentése érdekében is különleges kialakítású.
Közúti szállítás szempontjából előnyös, hogy az elemek nem túlsúlyosak, és nem is túlméretések.
A modulrendszernek köszönhetően az elemek sorolhatóak, így alkalmasak bármilyen hosszú vágányok burkolatának kialakításához is. Az elemek és a teljes átjárórendszer tervezett élettartama 20 év. Az elemek megszilárdulása után azok felülete az úsztató beton beágyazási magasságáig a gyártás során betonleválasztó bevonattal láthatók el, ebben az esetben a panelek és tartozékok a kíméletes bontás után újra, akár másik helyen is beépíthetőek. Az élvédő szögvasak elhagyása miatt a burkolat sózása esetén nem alakulhat ki a sínszálak között elektrolitikus áramátvezetés, és ez megnöveli a biztosítóberendezések működési biztonságát.
Járműsiklások okozta károkkal, a keréknyom kialakulásával szemben a magas szintetikusszál-tartalom jóvoltából lényegesen ellenállóbb a panel, mint a hagyományos, vasbetonból készült panelek esetén. A panel elemeinek átrepedése, az elem cseréjének szükségessége a siklás következtében szinte kizárt. A felületek helyreállítása Sika betonjavító anyagokkal oldható meg.
A beépített műanyag szálak miatt a panelek zaj- és rezgéscsillapítási tulajdonsága kedvező. Igény esetén a rezgéscsillapító hatás fokozható a panel aljára és oldalaira rögzíthető rugalmas lemezekkel, melyeket az úsztató réteg vesz körbe.
Megkövetelt tömörségű és teherbírású alépítmény és útpálya kialakítása esetén az átjáró – a nyomcsatornák és a vízelvezető elemek tisztításán kívül – nem igényel fenntartást. Az átjáróelemek és az átmeneti elemek végein nem alakul ki az ágyazat elsárosodása. Az átmeneti mezőkben lévő ágyazat és a folyókaelemek, valamint a nyomcsatorna vízsugárral is tisztítható.
Az átmeneti mezők 2. és 3. szakasza kézi kisgéppel és nagygéppel is szabályozható. Az átmeneti mezők aljpapucsokkal kialakított első szakasza fekszint szempontjából csak KPE (kemény polietilén) lemezekkel és ragasztással vagy vékony aláöntéssel szabályozható. Az átmeneti panelek esetén a beépülő aljak oldalirányban 50-50 mm irányszabályozási lehetőséget biztosítanak.
A panel járófelülete érdesített, ha lekopott, újra érdesíthető. A panel felülete kevésbé hámlik, mert a műanyag szálak a teljes keresztmetszetben eloszlanak (nincs betontakarási zóna).
A panelek nyomcsatornái fűthető kivitelben is készülhetnek. DEVIaqua™ (DTIV-9), 230 V, 9 W/m csőbe helyezhető fűtőkábel, hidegvéggel, speciális bevezető elemmel (3/4" és 1"). A fűtőkábelt – egyedi tervek alapján – a nyomcsatorna takaréküregébe helyezik.
A szabad nyomcsatornaél egyedi, menetdinamikailag kedvező formájú íves ki­alakítása a nyomcsatorna felől biztosítja a közúti járműkerék gumiköpenyének zajtalan és minimális dinamikus hatással járó áthaladását, ami kedvező mind a panelre, mind a burkolatra, mind a járműre.

A dilatációs hézagok kialakítása

Az átjárópanelek közötti hézagképzés mélységének és szélességének egyenletességét a panelek végein lévő 5-5 mm széles illesztő távtartó homlok biztosítja, amely a felső síktől 40 mm mélységtől kezdődik, és az elem aljáig tart. A dilatációs hézagképzés 10–30 mm között tetszőlegesen, illetve a méretezésnek megfelelően alakítható ki hézagbetétekkel, hézagzsinórral és Sika rugalmas kiöntőanyaggal. Az átjárópanelek és az átmeneti mezők, valamint a keresztfolyóka-elemek közötti csatlakozó dilatációs hézag 40 mm széles. A dilatációs feszültségek az átmenő dilatációs hézagokkal és azok szélességének, anyagának változtatásával kiküszöbölhetők.

A csatlakozó útburkolatok kialakítása

A csatlakozó útburkolatok hézagmentes csatlakoztatása minden panelrendszernél biztosított, két- és háromrétegű aszfaltburkolat esetén is. De beton- és kompozit vagy térkő burkolatok is csatlakoztathatók a panelekhez, Sika gyártmányú rugalmas tömítőanyag alkalmazásával. Az injektálással vékonyágyazással beépülő panelek esetében a pályalemezszegélyt a panel szélén az előregyártás során alakítják ki.
A burkolati szegélylemez és az olvadó bitumenes szalag miatt a panelek és a burkolati rétegek együtt dolgoznak, valamint a csatlakozó pályaszakaszok aszfaltráccsal és aszfalthálóval erősíthetők, ezeket HILTI szegezéssel rögzítik a panelhez, ezért a burkolat átrepedése kizárt.
A javasolt útburkolatcsere hossza a vágánytengelytől min. 5,00, ideális esetben 8,00 m. Az útburkolatok széleit – a tartósság fokozása érdekében – a vágánytengelytől mérve 8,00-8,00 m hosszban süllyesztett szegéllyel vagy K vízelvezető szegéllyel javasolt kialakítani. Az útburkolatszéleken is meg kell oldani a vízelvezetést, az összegyűjtött csapadékvizet aknákkal vagy surrantókkal kell elvezetni. A kifejlesztett rendszer beépítése esetén a csatlakozó útburkolatok csak 15 év elteltével igényelnek karbantartást. A rétegrendet minden átjáró esetében egyedileg, a talajvizsgálatok eredményeinek függvényében kell megtervezni.
A közúti kerék haladási nyomvonalába nem kerülhet folyamatosan panelillesztési, illetve dilatációs hézag, ezt a panelkiosztás során figyelembe kell venni. A rendszerhez megrendelői, tervezői és beépítési segédletek tartoznak.
A bemutatott elemcsaláddal kiépített átjárók és kapcsolódó útburkolatok karbantartási igénye az építési technológia és a rétegrendek tervezési elveinek betartása esetén kevesebb.

Az alépítmény elvárt teherbírási és tömörségi értékei

A tervezett átjárók esetében a húszéves élettartam eléréséhez a kidolgozott mintatervek és segédletek részletesen tartalmazzák a teherbírási és tömörségi értékeket, a burkolati rétegrendeket, a burkolatok típusait normál és fokozott igénybevétel esetén. Fokozott igénybevételkor a hen­gerelt aszfaltokat, kötő és kopó rétegeket nagymodulusú (NM) vagy modifikált (M) bitumenből kell készíteni. A geo­tex­tí­liákkal és georácsokkal, valamint aszfalthálókkal szemben elvárt teljesítményértékeket az igénybevételnek megfelelően kell megválasztani.
A vasúti V = 5–100 km/h sebesség esetén legalább a 3. erősségi osztályú geotextília, a V = 100–140 km/h esetén legalább a 4. erősségi osztályú geotextília beépítése szükséges.
A V = 5–100 km/h sebesség esetén olyan georácsot ajánlott beépíteni, melynek a szakítószilárdsága mindkét irányban legalább 30,0 kN/m, szakadó nyúlása mindkét irányban legalább 10,5%.
A V = 100–160 km/h sebesség esetén olyan georácsot kell beépíteni, melynek a szakítószilárdsága mindkét irányban legalább 40,0 kN/m, szakadó nyúlása mindkét irányban legalább 11,0%.
A vasúti pálya kialakításánál az érvényben lévő MÁV Zrt. al- és felépítményi utasításokat (D.54., D.20., D.12H., D.11.) be kell tartani.

Összegzés

A fejlesztés célja – a korszerű anyagok és technológiák felhasználásával – európai színvonalú, széles körben felhasználható elemcsalád kifejlesztése volt a hosszú élettartam, alacsony fenntartási költség elérése, valamint az üzembiztonság magas szintű biztosítása mellett. Az útátjárók útburkolatának jelenlegi csatlakozásai, vízelvezetése és a 8,0 m hosszú, vasútkezelőhöz tartozó útszakaszai nem felelnek meg a korszerű elvárásoknak. A fejlesztések az ilyen szakaszok kialakítására és a csapadékvíz-elvezetés optimális megoldására úgy a közút, mint a vasút (14. ábra) szempontjából is megoldást nyújtanak. A panelek statikai méretezésére a beépítési tervek készítése során nincs szükség, mert azt minden mértékadó teherváltozatra, forgalmi terhelésre és sebességre megvizsgáltuk, és a segédletek részét képezi. A bemutatott fejlesztéseket szabadalmi oltalom védi.
Meggyőződésünk, hogy a szintetikus szálerősített vasúti átjárócsalád és annak városi vasúti elemei is elterjednek, és további olyan előnyöket nyújtanak majd, melyek a gyakorlatban eddig még nem ismertek.