Pierwszy w Małopolsce odcinek drogi szybkiego ruchu wykonany w technologii nawierzchni sztywnej pojawił się w tunelu w Dziekanowicach. Takie rozwiązanie dla obiektu na północnej obwodnicy Krakowa wybrano ze względu na właściwości nawierzchni betonowej i dłuższy czas użytkowania.
Przygotowanie betonowej nawierzchni wymaga zastosowania specjalnej technologii i maszyn. Początkiem całego procesu jest przygotowanie mieszanki betonowej, a właściwie dwóch różnych mieszanek, przeznaczonych do górnej oraz dolnej warstwy nawierzchni, o odpowiednich właściwościach i parametrach, wytrzymałej na obciążenia i warunki klimatyczne. Kluczową rolę w tym procesie odgrywa też czas. Od wytworzenia mieszanki do jej ułożenia nie może minąć więcej niż dwie godziny.
Nawierzchnia betonowa w tunelu w Dziekanowicach układana jest na specjalnie przygotowanej podbudowie z kruszywa. To kluczowe zadanie wykonują specjalne maszyny, tzw. układarki. Prędkość, z jaką układają nawierzchnię, waha się od 24 do 42 metrów na godzinę. Dla porównania, rozściełacze rozkładające najbardziej rozpowszechnioną na drogach nawierzchnię asfaltową poruszają się ponad dziesięciokrotnie szybciej.
Dwie warstwy
Beton układany jest w dwóch warstwach. Pierwsza, dolna, ma w tunelu w Dziekanowicach grubość 27 cm, górna to 5 cm. Warstwy układane są w niewielkim odstępie czasu jedna po drugiej, żeby mogły się ze sobą związać. Dodatkowo co pięć metrów, bezpośrednio po ułożeniu dolnej warstwy, wbudowywane są w nią niewielkie podłużnie pręty, tzw. dyble. Zapewniają one odpowiednią współpracę sąsiadujących ze sobą płyt betonowych dzięki czemu powstające obciążenie od kół pojazdów rozkłada się optymalnie między płytami.
Mieszanka służąca do ułożenia górnej warstwy nawierzchni ma w swoim składzie drobniejsze kruszywo. Zaraz po ułożeniu drugiej warstwy, nawierzchnia jest spryskiwana specjalnym preparatem opóźniającym wiązanie cementu. Powoduje to, że wierzchnia warstwa betonu wolniej tężeje i dłużej traci wilgotność. Dzięki temu w ciągu pierwszej doby od ułożenia mogą na nią wjechać pojazdy z obrotowymi metalowymi szczotkami zdejmując cienką warstwę betonu i odsłaniając kruszywo. Dzięki temu nawierzchnia betonowa jest szorstka, a samochody mają zapewnioną odpowiednią przyczepność i tarcie w razie hamowania.
Następnie nawierzchnia drogi jest ponownie spryskiwana, żeby utrzymać odpowiednie tempo tężenia betonu i nie dopuścić do jego pękania pod wpływem skurczu w czasie wiązania.
Płyty betonowe zmieniają swoją objętość pod wpływem temperatury otoczenia, dlatego też na ułożonej nawierzchni wykonuje się poprzeczne nacięcia, tzw. dylatacje skurczowe w miejscu ułożenia dybli. Taki zabieg wymusza powstanie ewentualne pęknięcia właśnie w miejscu nacięcia, dzięki czemu konstrukcja jest trwalsza. Wykonane nacięcie jest odpowiednio uszczelnione.
Na 30 lat
Po siedmiu dniach od ułożenia nawierzchnia betonowa, w zależności od zastosowanego cementu, może osiągnąć ok. 70 proc. swojej docelowej wytrzymałości. Docelowa wytrzymałość betonu w konstrukcji nawierzchni, osiągana jest zazwyczaj po 28 dniach.
Przygotowanie i układanie nawierzchni betonowej to proces trudniejszy i droższy niż układanie nawierzchni asfaltowej. Remont takiej jezdni jest też bardziej skomplikowany, wymaga bowiem m.in. skuwania, a nie frezowania, jak w przypadku nawierzchni bitumicznej. Obie nawierzchnie projektowane są 30 lat użytkowania, przy czym dla nawierzchni betonowej nie przewiduje się remontu, a w nawierzchni asfaltowej co 10-15 lat wymienia się warstwę ścieralną.
Przewidywany termin oddania całej inwestycji do użytku to wrzesień 2024 roku.