Co je faulting v betonové vozovce?

Faulting je rozdíl výšek na spáře nebo trhlině v betonové vozovce. Příručka PAVER pro betonová letiště popisuje rozdíl výšek na spáře nebo trhlině způsobený vzdouváním nebo zhutňováním. Příručka FHWA pro program Long-Term Pavement Performance (LTPP) používá téměř stejná slova.

Jak faulting vypadá

Jedna deska leží výš než její soused, takže na spáře nebo trhlině vzniká schod. Příručka LTPP zaznamenává faulting příčných spár a trhlin jako poruchu JCP 12. Příručka PAVER nazývá poruchu „Settlement or Faulting“ a počítá fault mezi dvěma deskami jako jednu desku.

FHWA uvádí faulting mezi typickými problémy betonové vozovky se spárami bez účinného zařízení pro přenos zatížení. V popisu FHWA je nájezdová deska ta, která se zvedá. Nájezdová deska je deska, do které kolo najede jako první.

Jak faulting vzniká

FHWA popisuje sled dějů. Opakovaná těžká zatížení, špatný přenos zatížení ve spáře a snížená podpora ho spouštějí. Těžké kolo přejede spáru a obě desky se posunou o různou hodnotu. Voda se tím rychle dostane pod desky a vymyje materiál zpod druhé desky, odjezdové desky. Materiál se vyvrhne dozadu pod nájezdovou desku, která se tím zvedne.

Faulting roste, pokud příčiny trvají. FHWA uvádí, že ovlivňuje jízdní komfort. Později může vést k rohovým lomům a praskání desek, protože deska ztrácí podporu.

Příčiny

AC 150/5380-6C uvádí příčinu jako vzdouvání nebo nerovnoměrné zhutňování vrstev pod deskou. Jmenuje ztrátu jemných částic, mrazové vzdouvání a bobtnavé zeminy. Týž oddíl popisuje pumpování, vymršťování vody a podkladního materiálu skrze spáry nebo trhliny. Pumpování u spáry značí špatný přenos zatížení, špatné těsnění spáry nebo podzemní vodu.

Další příčiny a známky uvádějí další zdroje:

• Ztráta podpory. AC 150/5320-6G uvádí vymývání podkladních vrstev a podloží, sedání pod deskou a zkroucení vlivem teploty nebo zborcení vlivem vlhkosti.
• Žádné účinné zařízení pro přenos zatížení. FHWA mezi typickými problémy takové betonové vozovky uvádí faulting, pumpování a rohové lomy.
• Alkalicko-křemičitá reakce. PAVER uvádí faulting mezi příznaky expanze způsobené touto reakcí.

Přenos zatížení ve spáře

Přenos zatížení ve spáře je schopnost spáry předat dopravní zatížení z jedné desky na další. FHWA ho označuje za důležitý prvek návrhu pro omezení pumpování a faultingu. Spára přenáší zatížení jedním nebo oběma z těchto dvou způsobů:

• Zaklínění kameniva. Hrubé plochy trhliny se zaklíní k sobě. FHWA uvádí, že šířku spáry lze považovat za nejkritičtější faktor. Smyková únosnost výrazně klesá, když šířka vzroste nad 0,03 in (0,8 mm).
• Kluzné trny. Jsou to kulaté hladké ocelové tyče uprostřed tloušťky desky. FHWA uvádí, že jsou velmi účinné při přenosu zatížení, což snižuje pumpování a faulting.

FAA AC 150/5320-6G uvádí, že kluzné trny zajišťují přenos zatížení a brání vzájemnému svislému posunu sousedních konců desek. Vyžaduje je ve třech posledních příčných smršťovacích spárách od volného okraje a ve všech pracovních spárách s výjimkami, které uvádí. Na výkonu spáry záleží na zarovnání a výšce kluzných trnů. FHWA také doporučuje neerodovatelnou stmelenou podkladní vrstvu pro omezení příčného faultingu. Samotné trny popisuje stránka kluzný trn .

Jak se faulting měří

Příručka LTPP zaznamenává faulting v milimetrech, na nejbližší milimetr, faultmetrem Georgia upraveným FHWA. Měří 0,3 m a 0,75 m od vnějšího okraje desky, což odpovídá zhruba vnější stopě kola. Měřič provede na každém místě tři odečty a zaznamená reprezentativní hodnotu.

Pokud je nájezdová deska výše než odjezdová, hodnota je kladná. Pokud je níže, hodnota je záporná. Příručka pro faulting nedefinuje žádné úrovně závažnosti. Dává přednost úplnému záznamu měření, protože ten je přesnější a opakovatelnější než úrovně závažnosti.

Příručka PAVER měří rozdíl výšek rovnou latí nebo nivelačním přístrojem. Neohodnocuje rozdíl výšek, který vznikl při výstavbě. Stavební rozdíl ukazuje, kde finišery přejely vysokou stranu spáry, aby dosáhly na nízkou desku. Obvykle je do 150 mm (6 in) od spáry.

Závažnost v průzkumu PCI

PAVER uvádí faulting jako poruchu 71, „Settlement or Faulting“. Závažnost závisí na rozdílu výšek.

PAVER uvádí, že úrovně závažnosti odrážejí rozdíl výšek a s ním spojený pokles jízdního komfortu a bezpečnosti. Index stavu vozovky (PCI) spojuje poruchy vzorkové jednotky do jednoho čísla.

Faulting také určuje závažnost jiných poruch. V příručce LTPP je rohový lom s faultingem 13 mm nebo více vysoké závažnosti. Pro příčnou trhlinu je hranice 6 mm.

Co faulting znamená na letišti

AC 150/5320-6G považuje faulting spáry za známku toho, že podpora pod deskou může být ztracena. Konstrukční hodnocení se na ni zaměřuje u spár a rohů desek.

Schod je také nerovnost povrchu. EASA ADR.OPS.C.010(b)(2) vyžaduje, aby provozovatel letiště udržoval povrch drah, pojezdových drah a odbavovacích ploch tak, aby se zabránilo vzniku škodlivých nerovností. ICAO Annex 14 svazek I, 3.1.22, je Standard. Říká, že povrch dráhy musí být vytvořen bez nerovností, které by zhoršily tření nebo nepříznivě ovlivnily vzlet nebo přistání. Poznámka 1 uvádí, že nerovnosti mohou způsobit nadměrné odskakování, klopení a vibrace. Standard 10.2.2 uvádí, že dráha se má udržovat tak, aby se zabránilo škodlivým nerovnostem. Attachment A, oddíl 5.3, je návod. Říká, že nerovnoměrné sedání podkladů povrchu časem nerovnosti zvýší.

Co dělat s faultingem

Nejprve zjistěte příčinu. FHWA uvádí, že příčinu faultingu je třeba řešit před broušením, aby se faulting nevrátil. Zdroje uvádějí tyto možnosti:

• Nic nedělat. AC 150/5320-6G uvádí, že úzké trhliny nevyžadují zvláštní pozornost, pokud desky nevykazují výrazný posun a faulting. Nápravné opatření není potřeba, když je podloží stabilní a nedošlo k pumpování.
• Vyplnit dutiny. Pokud desky pod provozem letadel pumpují nebo se kymácejí, AC uvádí injektáž chemikálií nebo cementové malty do dutin v podloží. Doporučuje předem konzultovat zkušeného inženýra pro vozovky nebo geotechniku.
• Obnovit kluzné trny. FHWA definuje dodatečné osazení kluzných trnů jako umístění trnů přes spáry nebo trhliny stávající betonové vozovky, aby se obnovil přenos zatížení. AC 150/5320-6G uvádí, že dodatečné osazení kluzných trnů nebo rekonstrukce mohou být nutné, pokud pumpování nebo kymácení zasahuje rozsáhlé plochy.
• Obrousit povrch. AC 150/5320-6G uvádí, že diamantové broušení může obnovit profil povrchu tuhé vozovky. FHWA uvádí, že broušení odstraňuje faulting na spárách a trhlinách.
• Vyrovnat před přeplátováním. Pokud faulting způsobuje nerovný povrch stávající vozovky, AC uvádí, že může být nutná vyrovnávací vrstva z asfaltové směsi za tepla.

FHWA stanovuje další limity pro silniční vozovky. Spára nebo příčná trhlina s přenosem zatížení nižším než 60 procent by se měla před broušením opatřit kluznými trny. Faulting vyšší než 6 mm (1/4 in) ukazuje na problém s odvodněním nebo erozí, který je třeba řešit před broušením. Tyto limity nejsou limity pro letiště.