Co jsou trhliny typu aligátorí kůže (únavové trhliny)?

Definice

Trhliny typu aligátorí kůže, také nazývané únavové trhliny, jsou řada vzájemně propojených trhlin v asfaltovém povrchu. Opakované dopravní zatížení způsobí únavové porušení povrchu a trhliny se spojí do vzoru připomínajícího drátěné pletivo nebo kůži aligátora. Lidé jim říkají také krokodýlí trhliny. Jde o tutéž poruchu. Pavement Interactive popisuje vzor jako podobný hřbetu aligátora nebo krokodýla.

Kousky mezi trhlinami jsou malé a agentury uvádějí různé limity:

• Manuál FAA PAVER pro asfaltová letiště: méně než 2 ft (0,6 m) na nejdelší straně.
• Manuál FHWA Long-Term Pavement Performance (LTPP): obvykle méně než 0,3 m na nejdelší straně.
• TxDOT: méně než 1 ft na hraně.

Trhliny typu aligátorí kůže se vyskytují jen tam, kde působí opakované zatížení, například ve stopách kol. Nevyskytují se na celé ploše, pokud doprava nezatěžuje celou plochu.

Jak vznikají

Manuál PAVER a AC 150/5380-6C popisují obvyklý průběh. Trhliny začínají na spodní straně asfaltového povrchu nebo stabilizovaného podkladu, kde je tahové napětí a přetvoření pod zatížením kola nejvyšší. Na povrch se dostanou nejdřív jako řada rovnoběžných trhlin. Po dalším zatěžování se trhliny spojí a vytvoří mnohoúhelníkové kousky s ostrými rohy. Nadměrný průhyb povrchu nad oslabeným nebo poddimenzovaným podložím má stejný účinek.

Závažnostní úrovně sledují stejnou cestu. Nejdřív přicházejí jemné rovnoběžné trhliny. Následuje síť propojených trhlin s lehkým vydrolením na okrajích. V poslední fázi jsou kousky vydrolené a některé se pod dopravou pohybují.

Zdola nahoru a shora dolů

Pavement Interactive rozlišuje dva případy.

• Trhliny zdola nahoru. U tenkých vozovek trhliny začínají na spodku asfaltové vrstvy, kde je tahové napětí nejvyšší. Vedou nahoru k povrchu jako jedna nebo více podélných trhlin. Jde o klasický případ.
• Trhliny shora dolů. U tlustých vozovek trhliny nejspíš začínají nahoře. Způsobují je vysoké místní tahové napětí v místě styku pneumatiky a stárnutí asfaltového pojiva.

Studie tří dálničních úseků v Indianě (FHWA/IN/JTRP-2004/06) zjistila trhliny shora dolů u vozovek s výbornou konstrukční únosností. Autoři jako příčiny v obrusné vrstvě uvedli nerovnoměrný materiál z výstavby, vysoký obsah vzduchových pórů na místě, nízký podíl jemných částic a stárnutí pojiva. Konstrukční příčinu nenašli. Jádro přes trhlinu ukáže, kde začíná.

Jak ji odlišit od jiných trhlin

Trhliny typu aligátorí kůže a blokové praskání

Obě jsou vzory propojených trhlin. Manuál PAVER je odlišuje podle příčiny, tvaru kousků a místa výskytu:

Manuál PAVER uvádí, že vzor přes celou plochu, kterou doprava nezatěžuje, je blokové praskání. Blokové praskání obvykle ukazuje, že asfalt výrazně ztvrdl. Manuál LTPP uvádí velikost bloků přibližně 0,1 až 10 m². Také říká, že únavové praskání uvnitř oblasti blokového praskání se má hodnotit jako únavové praskání. Plocha blokového praskání se pak o tuto výměru zmenší.

Trhliny typu aligátorí kůže a podélné trhliny

Podélná trhlina ve stopě kola může být prvním stupněm trhlin typu aligátorí kůže. AC 150/5380-6C uvádí, že trhliny typu aligátorí kůže se na povrch dostávají nejdřív jako řada rovnoběžných trhlin. Manuál LTPP hodnotí podélnou trhlinu ve stopě kola jako únavové praskání, pokud má přidružené náhodné praskání nebo se klikatí a má měřitelnou plochu. Také hodnotí oblast krátkých, hustě rozmístěných příčných trhlin (kratších než 0,3 m) ve stopě kola jako únavové praskání. TxDOT uvádí, že podélná trhlina ve stopě kola může být předzvěstí trhlin typu aligátorí kůže.

Trhliny typu aligátorí kůže a mapové praskání

Manuál LTPP řadí únavové praskání mezi poruchy asfaltobetonu. Mapové praskání řadí mezi poruchy spárovaných betonových vozovek. Mapové praskání je řada trhlin, které zasahují jen do horní vrstvy desky. Manuál ho u asfaltových povrchů neuvádí.

Trhliny typu aligátorí kůže a vyjeté koleje

Oba se často vyskytují ve stejné stopě kola. Manuál PAVER uvádí, že pokud se trhliny typu aligátorí kůže a vyjeté koleje vyskytnou ve stejné oblasti, zaznamená inspektor každou z nich při její vlastní závažnosti. Viz vyjeté koleje .

Příčiny

AC 150/5380-6C v části o opravách uvádí tyto pravděpodobné příčiny:

• Selhání podkladní vrstvy nebo podloží.
• Přetížení.
• Obrusná vrstva, která je příliš tenká.

Pavement Interactive popisuje příčinu jako nedostatečnou konstrukční oporu a uvádí tyto časté zdroje:

• Ztráta opory podkladní vrstvy, podkladu nebo podloží, například kvůli špatnému odvodnění nebo jarnímu tání.
• Stripping na spodku asfaltové vrstvy. Odlučená část přidává málo pevnosti, takže účinná tloušťka klesá.
• Více nebo těžší zatížení, než počítal návrh.
• Nedostatečný konstrukční návrh.
• Špatné provedení, například nedostatečné zhutnění.

TxDOT dodává, že trhliny typu aligátorí kůže se mohou objevit brzy v životnosti vozovky. Pak mohou ukazovat na jednu z těchto příčin:

• Konstrukční tloušťka příliš malá pro dopravu, včetně tenkého asfaltového krytu.
• Delaminace obrusné vrstvy.
• Špatné provedení.
• Slabé materiály.

Hraje roli i voda. AC 150/5380-6C uvádí, že voda oslabuje nasycený podklad, podkladní vrstvu nebo podloží. Označuje to za jednu z hlavních příčin selhání pružných vozovek. Také uvádí, že pro vozovku nezáleží na ničem víc než na jejím odvodnění.

Závažnost a měření

PAVER (letiště)

Manuál PAVER pro asfaltová letiště hodnotí trhliny typu aligátorí kůže takto:

• Nízká: jemné, podélné vlasové trhliny rovnoběžné mezi sebou, s žádnými nebo jen několika propojovacími trhlinami. Trhliny nejsou vydrolené.
• Střední: dobře definovaný vzor propojených trhlin, všechny kousky pevně na místě. Trhliny mohou být lehce vydrolené.
• Vysoká: síť, v níž jsou kousky dobře definované a na okrajích vydrolené. Některé kousky se pod dopravou pohybují a mohou způsobovat potenciál FOD.

Manuál měří poruchu v čtverečních stopách (čtverečních metrech) plochy povrchu. V jedné oblasti často existují dvě nebo tři úrovně závažnosti. Pokud jsou dobře odlišitelné, inspektor je měří a zaznamenává zvlášť. Pokud ne, inspektor hodnotí celou oblast na nejvyšší přítomnou úroveň.

LTPP (silnice)

Manuál LTPP má také tři úrovně:

• Nízká: oblast trhlin s žádnými nebo jen několika propojovacími trhlinami. Trhliny nejsou vydrolené ani zatmelené a čerpání není patrné.
• Střední: oblast propojených trhlin, které tvoří úplný vzor. Trhliny mohou být mírně vydrolené nebo zatmelené a čerpání není patrné.
• Vysoká: oblast středně nebo silně vydrolených propojených trhlin, které tvoří úplný vzor. Kousky se mohou pod dopravou pohybovat a čerpání může být patrné.

Manuál LTPP definuje čerpání (pumping) jako prosakování nebo vyvrhování vody zpod vozovky trhlinami. Může zanechat usazeniny jemného materiálu na povrchu. Inspektor zaznamenává plochu na každé úrovni závažnosti v metrech čtverečních. Pokud úrovně nelze odlišit, celá oblast se hodnotí na nejvyšší přítomnou úroveň. Manuál pro trhliny typu aligátorí kůže nestanoví žádné limity šířky trhlin.

TxDOT

TxDOT v části o vizuálním průzkumu netuhých vozovek nedefinuje úrovně závažnosti pro trhliny typu aligátorí kůže. Převádí množství těchto trhlin na procento plochy stopy kola hodnoceného jízdního pruhu.

Normy

Kód PAVER 41 znamená trhliny typu aligátorí kůže. V manuálu LTPP je to typ poruchy ACP 1. ASTM D5340 popisuje každý typ poruchy, jeho úrovně závažnosti a způsob měření pro průzkum indexu stavu vozovky (PCI) letištní vozovky. PCI se pohybuje od 0 u selhané vozovky po 100 u nové. Agentury nepoužívají jednotnou stupnici, proto uveďte, který manuál zpráva dodržuje.

Co to znamená pro letiště

Manuál PAVER označuje trhliny typu aligátorí kůže za velkou konstrukční poruchu. Pavement Interactive uvádí tři problémy, které způsobují: ukazují konstrukční selhání, vpouštějí vlhkost a mohou přejít ve výtluk.

Propojené únavové trhliny se mohou uvolnit a vytvořit výtluk. AC 150/5380-6C uvádí, že uvolněné úseky popraskané vozovky mohou být zatížením kol vyzvednuty. Také poznamenává, že výtluky na letištích nejsou časté.

Uvolněné kousky jsou FOD. AC 150/5380-6C uvádí, že poruchy, které vytvářejí uvolněný materiál, mohou zasáhnout vrtule nebo vniknout do proudových motorů. Uvádí také, že každá kontrola vozovky má řešit FOD. V hodnocení PAVER nejvyšší úroveň závažnosti označuje kousky, které se pod dopravou pohybují a mohou způsobit potenciál FOD.

ICAO Annex 14 (L 14), bod 10.2.2, říká, že povrch dráhy se má udržovat tak, aby se netvořily škodlivé nerovnosti. Trhliny typu aligátorí kůže nejmenuje.

Federálně zavázaná letiště v USA musí provádět podrobné kontroly vozovek nejméně jednou ročně. AC 150/5380-7B uvádí, že průzkum PCI podle normy ASTM D5340 může prodloužit interval těchto podrobných kontrol na tři roky.

Oprava

Začněte příčinou. Pavement Interactive doporučuje vykopat sondu nebo odebrat jádra, zjistit skladbu vozovky a ověřit, zda hraje roli vlhkost.

• Malé plochy. Příčina ukazuje na ztrátu opory podloží. Odstraňte popraskanou vozovku, vyměňte slabé podloží, podle potřeby zlepšete odvodnění a zalátujte.
• Velké plochy. Příčina ukazuje na celkové konstrukční selhání. Položte asfaltový přesah dostatečně silný na přenesení zatížení, protože popraskaná vozovka přidává málo nebo žádnou pevnost.

AC 150/5380-6C uvádí odstranění a výměnu poškozené vozovky, včetně podkladní vrstvy, pokud je to potřeba. Příloha A3 uvádí postup hloubkové opravy netuhé vozovky:

1. Vyřízněte pilou nebo sfrézujte asfalt v plné hloubce. Řez veďte nejméně 12 palců (30 cm) za poškozenou plochou.
2. Podle potřeby opravte a znovu zhutněte podkladní vrstvu.
3. Naneste spojovací nátěr (tack coat) na dno a stěny opravované plochy.
4. Doplňte směsí P-401, P-403 nebo ekvivalentní směsí státního DOT a zhutněte ji na minimální hustotu.
5. Zkontrolujte rovnou latí, že záplata je v jedné rovině s vozovkou.
6. Nepouštějte provoz, dokud asfalt nevytvrdne.

Pavement Interactive uvádí, že jakmile je vzor aligátorí kůže zřetelný, je utěsňování trhlin obecně neúčinné. TxDOT uvádí, že minimální rehabilitace odstraní postižený materiál a zalátuje ho dřív, než se položí nový povrch. TxDOT dodává, že utěsnění nebo přesah bez záplatování vede k rychlému návratu poruchy.