Když má kamion o dvacet procent vyšší hmotnost, nabízelo by se konstatování, že také silnici zatěžuje o dvacet procent víc. Jenže takhle jednoduché to není. U vozovky totiž mnohem více než samotná celková hmotnost rozhoduje zatížení jednotlivých náprav. A jeho vliv na životnost silnice neroste lineárně.
Jak přetížený kamion poškozuje silnici? Rozhoduje zatížení náprav
Články na téma kamionová doprava:
- Hra o nervy. Proč je v Česku noční můra zaparkovat kamion?
- Přetížené kamiony a mýto: Pomůže plošné zpoplatnění silnic?
- Proč se obce kolem dálnic brání budování odpočívek a parkovišť?
- Kdo by měl zodpovídat za hmotnost kamionu?
- Tranzitní doprava: Jak moc vytěžuje odpočívadla a parkoviště?
- Vysokorychlostní vážení kamionů: Jak funguje?
- Kamionová doprava: Evropa je na ní kriticky závislá a nebude to jinak
- Tekutý upgrade: Proč motor miluje HVO100 víc než klasickou naftu
- Železniční doprava vs. kamionová doprava: Kdo vyhrává?
- Přetížený kamion ničí silnici násobně více: Výpočet ukazuje proč - právě čtete
Několik tun nákladu navíc může na silnici udělat podstatně větší škodu, než by člověk čekal. Hezky je to vidět na pravidle čtvrté mocniny, které se tradičně používá pro názorné porovnávání účinku zatížení náprav. Pokud si tedy myslíte, že přeložení kamionu o jednu tunu znamená neznatelně vyšší zátěž pro vozovku, jste na omylu.
O 20 procent vyšší zatížení může znamenat dvojnásobný účinek
Vezměme dvě stejně uspořádané nápravy. Jedna zatěžuje silnici deseti tunami, druhá dvanácti. Druhá je tedy zatížená o 20 procent více.
Poměr zatížení bude:
12 / 10 = 1,2
A teď jej podle pravidla čtvrté mocniny umocníme:
1,2⁴ = 1,2 × 1,2 × 1,2 × 1,2 = 2,07
Výsledek je docela dramatický. Náprava s o 20 procent vyšším zatížením má v tomto zjednodušeném modelu přibližně dvojnásobný poškozující účinek na vozovku.
Kdyby zatížení nápravy vzrostlo o polovinu, dostaneme:
1,5⁴ = 5,06
Taková náprava by tedy v modelovém výpočtu odpovídala zhruba pěti průjezdům původně zatížené nápravy. Pravidlo čtvrté mocniny vychází z výsledků AASHO Road Testu a dodnes se používá hlavně jako velmi názorné přiblížení toho, jak prudce s hmotností nápravy roste její účinek na vozovku.
- Přečtěte si také: Kamion vs. nákladní vlak: Spotřeba energie na jeden tunokilometr
Náprava vs. celá souprava
Čtyřicetitunová souprava samozřejmě nepůsobí na silnici celými čtyřiceti tunami v jednom bodě. Hmotnost je rozdělená mezi několik náprav. A právě rozložení zatížení je pro vozovku zásadní. Dvě soupravy se stejnou celkovou hmotností proto nemusí silnici namáhat úplně stejně. Rozdíl udělá počet náprav, jejich uspořádání i to, kolik hmotnosti připadá na každou z nich.
Tandem nebo tridem rozloží náklad jinak než jedna samostatná náprava. To je také důvod, proč se nekontroluje pouze celková hmotnost kamionu, ale také zatížení jednotlivých náprav a nápravových skupin. Špatně rozložený náklad může způsobit, že celá souprava ještě nemusí působit extrémní přetížení, ale jedna konkrétní náprava dostává pořádně zabrat.
Co když naložíme stejný kamion o 20 procent více?
Zkusme ještě jeden čistě modelový příklad. Máme stejnou soupravu a předpokládáme, že přidáním nákladu vzroste zatížení všech jejích náprav rovnoměrně o 20 procent.
U každé z nich nám podle předchozího výpočtu vyjde:
1,2⁴ = 2,07
Pokud se nezměnilo uspořádání vozidla a zatížení skutečně narostlo na všech nápravách stejně, vychází přibližně stejný poměr také pro celý průjezd. Jeden přejezd takto přetíženého kamionu tedy může v tomto velmi zjednodušeném přepočtu znamenat více než dvojnásobný účinek oproti původnímu stavu. A teď si místo jednoho kamionu představme několik tisíc podobných průjezdů ročně.
Kamion silnici při každém přejezdu nepatrně prohne
Pod kolem těžkého vozidla se konstrukce vozovky deformuje. Zatížení se přes asfaltové vrstvy přenáší níže do podkladních vrstev a nakonec do podloží. Po odjezdu kamionu se většina deformace zase vrátí. Jenže silnice musí něco podobného absolvovat třeba milionkrát během své životnosti.
Opakované zatěžování postupně přispívá k únavovým trhlinám, trvalým deformacím a dalším poruchám konstrukce. Pokud je zatížení nápravy vyšší, každý takový cyklus představuje větší namáhání. Proto jeden přetížený kamion obvykle za sebou nenechá na pohled viditelně zničenou silnici. Spíše rychleji ukrajuje z její plánované životnosti. Problém se projeví až po velkém množství opakovaných přejezdů.
Pár tun navíc opravdu není jen pár tun
To je také důvod, proč dává smysl přetížené kamiony kontrolovat. Na některých silnicích lze zatížení jednotlivých náprav sledovat pomocí systémů vážení vozidel za jízdy. Nejde přitom pouze o ochranu před extrémně přetíženými soupravami. Problém představuje hlavně opakování vyšších nápravových zatížení. Silnice je navržena na určité množství zatěžovacích cyklů během své životnosti a přetížená těžká doprava tuto rezervu spotřebovává rychleji.
A právě zde přestává fungovat selská úvaha, že dvacet procent nákladu navíc znamená dvacet procent škody navíc. U vozovky může být rozdíl násobný. Přetížený kamion tak nemusí mít na korbě o mnoho víc než jeho správně naložený kolega, ale z pohledu konstrukce silnice už mezi nimi může být obrovský rozdíl.
Zdroj médií: Depositphotos.