Serwis GDDKiAZ historii drogownictwa

Klinkier

Ojczyzną tego typu nawierzchni jest Holandia, która już od 1809 roku stosowała tego typu wyroby do brukowania ulic miast i dróg publicznych. Nawa klinkier pochodzi właśnie od holenderskiego słowa „klinken” oznaczającemu dźwięk, bo w przeciwieństwie do zwykłych wyrobów ceramicznych wydaje po uderzeniu charakterystyczny metaliczny dźwięk . Poza Holandią drogi klinkierowe zaczęto budować w drugiej połowie XIX wieku min. W Rosji, Anglii, Niemczech i Stanach Zjednoczonych. W Polsce klinkier drogowy wprowadzono przez rząd rosyjski w 1883 roku. Powstała wówczas na terenach Zamojskich pierwsza klinkiernia. W latach 1903 – 1913 wybudowano kolejne klinkiernie w Izbicy, w Białopolu pod Hrubieszowem, w Budach w powiecie Tomaszowskim czy też prywatne:  Ciświckiego i Kippmanna pod Lublinem.

 

Zakłady te były wstanie produkować 1,5 mln sztuk klinkieru, o wymiarach 222x115x65 mm,  każda (24 000 m² powierzchni) tzw. sposobem mokrym na prasach Abersona wypalanych w piecach Mendheima. Długość dróg klinkierowych w Polsce w 1928 roku wynosiła 112 km. Po odzyskaniu niepodległości Polska odziedziczyła po zaborcach trzy klinkiernie. Zakłady w Lublinie i Izbicy zostały zniszczone w trakcie działań wojennych. W latach 20 XX wieku Ministerstwo Robót Publicznych przystąpiło do budowy nowoczesnej klinkierni w Izbicy z wydajnością 6 mln sztuk klinkieru sposobem suchego prasowania surówki. W planach były budowy kolejnych zakładów w Hrubieszowie, Lubartowie na Lubelszczyźnie, Sokalu koło Tarnopola czy Miechowie na kielecczyźnie.

 

Pojawienie się nowego środka lokomocji – samochodu spowodowało, że nawierzchnie dróg szabrowych wymagały remontu często już po jednym sezonie a nie jak dotychczas przy ruchu konnym co 4 – 6 lat. Koszt konserwacji 1 km drogi w województwie lubelskim w latach 1928/29 wynosił 3 500 zł. Przy średniej, zakładanej długości dróg w jednym powiecie ok. 300 km przekładało się na roczny koszt ok. 1 mln złotych tylko na same remonty nawierzchni przy całkowitym rocznym budżecie powiatu na poziomie ok 600 tys. Było więc jasne, że środki na utrzymanie a tym bardziej budowę nowoczesnych dróg asfaltowych dla pojazdów samochodowych są niewystarczające.

 

Skłoniło to polskich drogowców do szukania rozwiązań, które sprostałyby nowym wymaganiom ruchu przy jednoczesnym niskim koszcie budowy i eksploatacji. W takiej sytuacji dobrym rozwiązaniem wydawały się drogi klinkierowe. Nawierzchnie klinkierowe były gładkie a jednocześnie wystarczająco szorstkie co zapewniało odpowiednią jezdność dla samochodów. Miały bardzo dobrą odporność na działanie warunków atmosferycznych. Były tanie i łatwe w utrzymaniu. Dodatkowym czynnikiem przemawiającym za wykorzystaniem klinkieru do budowy dróg był fakt, że można było je wykonywać w oparciu o materiały rodzimego pochodzenia. Według danych inż. M. Nestorowicza na obszarze 20% ówczesnej powierzchni Polski brak było jakichkolwiek naturalnych kamiennych materiałów drogowych i jednocześnie występował deficyt jego zaopatrzenia na połowie kraju. 

 

Tymczasem klinkier mógł być produkowany na terytorium całej II RP gdyż materiał mniej lub bardziej odpowiedni do jego produkcji występował w Polsce wszędzie. Również koszt budowy drogi klinkierowej na podkładzie z kamienia miejscowego w stosunku do analogicznej drogi z tłucznia według kalkulacji z 1927 roku przemawiał na korzyść klinkieru. Koszt budowy 1 m² nawierzchni z tłucznia wynosił 15,32 zł a drogi klinkierowej 11,21 zł. Kolejnym korzystnym czynnikiem za budową dróg klinkierowych była ich żywotność. Z doświadczeń holenderskich szacowano okres eksploatacji nawet na 40 lat bez gruntownych napraw i modernizacji. Również istniejące w kraju odcinki dróg klinkierowych udowodniły swoją przydatność gdyż wzmożony ruch, podczas  I Wojny Światowej, pozostawił na nich znikomy ślad zużycia.

 

Wykonywano różne rodzaje nawierzchni klinkierowych w zależności od potrzeb komunikacyjnych i dostępnych środków. Układano drogi klinkierowe:

• na piasku z zamulaniem spoin piaskiem lub asfaltem,
• na zaprawie cementowo – piaskowej  z zamulaniem zaprawą cementową z piaskiem lub asfaltem,
• na grysiku z zamulaniem spoin piaskiem.

Konstrukcja nawierzchni klinkierowej w przekroju poprzecznym składała się z trzech warstw:

• klinkieru układanego rębem lub na płask
• przekładki wyrównawczej z piasku lub piasku stabilizowanego albo zaprawy cementowo piaskowej
• fundamentu z wałowanego tłucznia kamiennego, żwiru, betonu cementowego, słabszego klinkieru lub cegły lub ze starej drogi tłuczniowej.

Najstarszą i najczęściej wykonywaną nawierzchnią klinkierową była nawierzchnia z warstwą nośną na piasku grubości od 20 – 30 cm. Klinkier układano rębem zamulając szwy piaskiem na mokro. Metodę tą stosowano dla nawierzchni o ruchu lekkim. Jednak nawet przy takim ruchu następowało wysysanie piasku ze szwów a potem z podsypki co z czasem skutkowało osiadaniem nawierzchni i powstawaniu nierówności. Dla ulepszenia nawierzchni wypełniano więc szwy materiałem wiążącym zapobiegającym wysysaniu piasku ze szwów w postaci asfaltu, gliny lub trasu[1]. Asfalt spełniał znakomicie to zadanie był jednak drogi, a dodatkowo uniemożliwiał przebrukowanie jezdni, gdyż każda tego typu czynność wymagała oczyszczania klinkieru z asfaltu. Stąd powszechnie stosowano tańsze rozwiązania mieszając piasek z gliną lub trasem, które zapobiegało wysysaniu piasku ze szwów, a jednocześnie nie tworzyło z klinkierem sztywnego połączenia.

 

Dla ruchu cięższego budowano drogi na warstwie nośnej z materiałów wałowanych. Wykorzystywano do tego tłuczeń kamienny, gruz ceglany i klinkierowy, żwir, szlakę wielkopiecową. Grubość takiej warstwy wahała się od 15 do 25 cm w zależności od przewidywanego natężenia ruchu. Przy czym warstwę nośną przekraczającą  15 cm układano w dwóch warstwach wałowanych lub ubijanych mechanicznie oddzielnie.

 

Kolejną warstwą nośną klinkieru stanowił bruk. Wykonywano go z kamienia polnego lub łamanego o wysokości 18 – 22 cm układanego na podsypce z piasku. Bruk ubijano dwukrotnie raz na sucho i drugi raz polewając wodą po zaklinowaniu spoin piaskiem. Przed ułożeniem kolejnych warstw bruk wałowano walcem o ciężarze od 8- 10 ton.

W miejscach gdzie podłoże może ulec powolnemu osiadaniu jako warstwę nośną wykorzystywano słabiej wypalony klinkier lub cegłę. Na podsypce z piasku osadzano, poprzez wałowanie lub ubijanie, klinkier lub cegłę rębem lub na płask. Tak ułożoną warstwę  następnie zasypywano piaskiem i polewano obficie wodą aby piasek spłynął i wypełnił spoiny miedzy kostkami. Po wyrównaniu tej warstwy układano na niej klinkier.

 

Najbardziej wytrzymałą warstwą nośną jest warstwa z betonu. Wykonywano ją tam gdzie ruch był szybki i ciężki głównie w miastach. Sztywna nawierzchnia betonowa dawała gwarancję wytrzymałości i równości w przypadku osiadania gruntu. Kluczowym zagadnieniem przy tego typu warstwie nośnej było odpowiednie odwodnienie. Normalna grubość płyty betonowej wynosiła 20 cm. W zależności od ruchu stosowano cieńsze lub grubsze płyty betonowe. Przy grubości płyty powyżej 15 cm stosowano dwie warstwy zagęszczane oddzielnie. Konstrukcyjną odmianą warstwy nośnej z betonu stanowiły bloki betonowe o grubości od 12 – 15 cm.

 

Jako warstwę nośną dla klinkieru często wykorzystywano istniejące stare drogi tłuczniowe. Drogę taką należało uprzednio poddać renowacji. Jeżeli była nadmiernie zużyta należało ją pogrubić i wyrównać w profilu podłużnym i poprzecznym. Wałowanie należało wykonać z dokładnością do 1 cm gdyż większe niedokładności warstwy nośnej spowodują nierówności warstwy klinkierowej. W celu osiągnięcia dostatecznego zagęszczenia warstwy nośnej oddawano ją na okres od 2 do 3 tygodni do użytku. Jeżeli przekrój poprzeczny nawierzchni tłuczniowej nie wykazywał nierówności wyrównywano go za pomocą chudego betonu rozściełanego na zlanej wodą nawierzchni.  Po stwardnieniu betonu na jego powierzchni układano warstwę wyrównawczą i na niej klinkier.

 

W 1930 roku w Stanach Zjednoczonych jako warstwę nośną zastosowano blachę falistą. Krawędzie blachy zagłębiano w podłożu. Zewnętrzne tafle blachy od strony poboczy odginano do wysokości klinkieru. Arkusze blachy łączono na zakład. Na tak ułożoną blachę rozściełano warstwę bitumowanego piachu o grubości 3 cm na której układano klinkier. Ten sposób wykonywania warstwy nośnej został zaniechany z powodu nieekonomiczności i potraktowany jako doświadczenie.

Nawierzchnie klinkierowe mają skłonność do rozsuwania się kostek pod wpływem obciążenia ruchem. W celu przeciwdziałania rozsuwania się bruku stosowano obramowania nawierzchni klinkierowej. Takie obramowanie wykonywano:

• z klinkieru układanego na tej samej warstwie nośnej
• z klinkieru osadzanego na ławie betonowej
• z krawężników betonowych lub kamiennych typu ulicznego lub wpuszczanych.

Również sam sposób układania kostki klinkierowej na drodze zależny był od rodzaju ruchu jaki po nim miał się odbywać. Układano klinkier:

• rzędami prostopadłymi do osi drogi – dawał on lepszy opór końskim kopytom
• pod kątem 45° do osi drogi – dla ruchu ciężkiego gdyż obciążenie kołem przenosiło się nie na jedną lecz co najmniej dwie kostki klinkieru
• jodełkę podłużną – stosowaną w miejscach falistych jazda po niej był spokojniejsza. Ten rodzaj uznawany był za najbardziej estetyczny i dodatkowo pozwalał na ułożenie pośrodku pasa klinkieru innego koloru dzielącego jezdnię na pasy ruchu.
• jodełkę poprzeczną – przy, której jezdnia najlepiej zachowywała dobrze profil podłużny i poprzeczny

O ile układanie klinkieru na odcinkach prostych nie sprawiało trudności to należyte wykonie łuków na drodze było nie lada wyzwaniem. Utrzymanie regularności wzoru i szerokości spoin pomiędzy kostkami na łukach wymagało specjalnych pomiarów i obliczeń. W efekcie obliczeń układano na łukach klinkier w specjalne kliny które oprócz tego, że pozwalały zachować na zakrętach odpowiednią szerokość spoin to dodatkowo stanowiły swoisty ozdobnik drogi.

 

Konieczność budowy dróg klinkierowych jako tańszej alternatywy dla dróg asfaltowych znalazła odzwierciedlenie w pracach II Polskiego Kongresu Drogowego gdzie J. Marynowski uznał je jako najbardziej racjonalne i ekonomicznie uzasadnione w naszych warunkach klimatycznych i gospodarczych. Referat Prof. Galera obszernie omawiał konieczność badań nad sposobem produkcji jak również samym wykonywaniem dróg klinkierowych. Wagę jaką poświęcono nawierzchniom klinkierowym podkreśla również fakt, iż jednym z pierwszych referatów wygłoszonych przez Polaków na Światowych Kongresach Drogowych był referat J. Marynowskiego poświęcony właśnie klinkierowi.

 

Niewystarczający fundusz drogowy skłaniał polskich drogowców do szukania rozwiązań niedrogich jednocześnie trwałych. Inwestowanie w drogi klinkierowe nie było może rozwiązań doskonałym ale w warunkach polskich sprawdzało się dobrze gdyż nawet jeszcze w latach 50 XX wieku wykonywano tego typu nawierzchnie. O jakości dróg klinkierowych mogą świadczyć min. odcinki doświadczalne takich dróg wybudowanych w latach 30 a badane przez ITB w latach 50. Dla przykładu jedną z takich dróg  z klinkieru gatunku III na warstwie z piasku o natężeniu ruchu 3600 t/dobę opisano po 20 latach użytkowania w taki sposób:  „na powierzchni zaobserwowano liczne wgłębienia ok. 2 – 3 cm o powierzchni 0,5 m², starcie klinkieru wyniosło od 1 – 2 cm,  a na 100 m² powierzchni stwierdzono zmiażdżenie 6 i pęknięcie 2 kostek, nawierzchnia w profilu poprzecznym i podłużnym nie uległa odkształceniu a powstałe zagłębienia można było naprawić bez trudności”[2].

 

Klinkier to estetyczny, elegancki i łatwy w konserwacji materiał, który może przetrwać w dobrym stanie wiele lat. Obecnie bruki klinkierowe znajdują zastosowanie głównie na niewielkich powierzchniach poziomych – tarasach, ścieżkach, podjazdach, uliczkach, zatoczkach, placach manewrowych czy też schodach lub krawężnikach. Ze względu na swoją naturalną odporność na działanie kwasów często znajdują zastosowanie także przy budowie studzienek kanalizacyjnych.

 

Ciekawostki:

Wykorzystanie klinkieru do budowy nawierzchni drogowych to pomysł nie nowy. Już w starożytnym Babilonie wykorzystywano wypalane, gliniane płyty do układania nawierzchni ulicznych prowadzących do świątyń i bram miast.