Co je odlupování u betonových vozovek?
Odlupování je ztráta horního povrchu betonové desky vozovky, obvykle do hloubky 3 až 13 mm. Může nastat kdekoli na desce. Příručka FHWA Long-Term Pavement Performance (LTPP) ji označuje jako poruchu 8b u spárovaných betonových vozovek a 4b u betonových vozovek s plynule vyztuženou deskou. Příručka FAA PAVER pro betonová letiště ji označuje jako poruchu 70.
Slovo má na silnici, na parkovišti i na letištní vozovce stejný význam. Tuhá vozovka je obvykle betonová. PAVER popisuje odlupování jako delaminaci nebo rozpad povrchu desky do hloubky vady.
Jak to vypadá
Odlupování zanechává drsný, jamkovitý povrch. FHWA popisuje odlupování od odmrazovacích látek jako rozpad nejvnější vrstvy cementové pasty. Zůstane vrstva práškové pasty, uvolněné kamenivo nebo kamenivo zbavené pasty. Orba nebo jiné práce mohou tuto volnou vrstvu odstranit. Pak je vidět jen odloupaný povrch.
FHWA dodává, že odlupování může postupovat, takže se při dalších cyklech ztrácejí nové vrstvy pasty. V mnoha případech zůstane odlupování v nejvnější vrstvě během jedné zimy a v dalších zimách nepostupuje.
Příčiny
Příručka PAVER seskupuje příčiny do tří tříd.
- Vady provedení: přehlazení, přidávání vody na povrch při dokončování, chybějící ošetřování a opravy čerstvého povrchu maltou. Obvykle postihují část jedné desky.
- Vady materiálu: nedostatečné provzdušnění pro dané klima. Obvykle postihují několik desek z téže dávky betonu.
- Vlivy prostředí: beton, který zmrzne, dokud je ještě slabý, a tepelné cykly od některých letadel. Zmrznutí postihuje velkou plochu. Tepelné účinky postihují izolované plochy.
FAA AC 150/5380-6C uvádí tytéž dva hlavní důvody ve zkrácené podobě. Povrch oslabený špatným ošetřováním nebo dokončením, který je pak vystaven cyklům mrazu a tání, může se odlupovat. Crazing, tedy síť mělkých vlasových trhlin, může k odlupování vést.
Odlupování od odmrazovacích látek
FHWA označuje odlupování od odmrazovacích látek jako formu poškození mrazem a rozmrazováním, které zůstává na povrchu desky. Novější výzkum ukazuje, že povrchová vrstva pasty se od desky odděluje. Příčinou je tahové napětí v této vrstvě. Napětí vytváří roztažení ledové vrstvy na povrchu betonu. Síla je nejvyšší, když roztok, který na povrchu mrzne, obsahuje asi 3 procenta soli. Druh soli nezáleží.
Dobře provzdušněná pasta odolává odlupování od odmrazovacích látek. FHWA proto spojuje odlupování s dokončováním:
- Dokončování, zatímco se ještě zvedá vodní výronek, může uvěznit vodu těsně pod povrchem. Když voda zmrzne, může následovat odlupování nebo odprýskávání.
- Dokončování za přítomnosti vodního výronku dostává vodu do povrchu. To zvyšuje poměr vody k cementovým materiálům na povrchu a vytváří slabší pastu.
- Přehnaná úprava povrchu odstraňuje zachycený vzduch blízko povrchu. FHWA označuje tuto ztrátu vzduchu za běžnou příčinu odlupování.
Provzdušnění je specifikace směsi. FAA AC 150/5370-10H, položka P-501, doporučuje s přísnějším prostředím vyšší obsah vzduchu. Pro maximální velikost kameniva 3/4 palce doporučuje 3,5 procenta pro mírnou expozici, 5,0 procenta pro střední a 6,0 procenta pro silnou expozici. Silná expozice zahrnuje beton, který přichází do styku s rozmrazovacími chemikáliemi. Stránka o poškození cykly zmrazování a rozmrazování vysvětluje mechanismus vzduchových dutin podrobně.
Jak odlupování odlišit od podobných poruch
| Porucha | Čím se liší od odlupování |
|---|---|
| Mapové praskání | LTPP 8a. Síť trhlin, které zasahují jen do horní vrstvy povrchu. AC 150/5380-6C uvádí, že může vést k odlupování. LTPP zahrnuje praskání typické pro alkalicko-křemičitou reaktivitu. |
| Crazing | Síť mělkých vlasových trhlin. PAVER hodnotí odlupování nízké závažnosti jako crazing a počítá jej jen tehdy, když se do 2 až 3 let očekává další odlupování. |
| Výsyp | PAVER 68. Jeden malý kus o šířce 25 až 100 mm a hloubce 13 až 50 mm, který se uvolní působením mrazu a tání na expanzivním kamenivu. |
| D-trhlinování | PAVER 64. Jemné trhliny rovnoběžné se spárou s tmavým zabarvením kolem nich. Může vést k rozpadu do 0,3 až 0,6 m od spáry. |
| Odprýskávání spáry | PAVER 74. Rozpad okraje desky do 2 ft (0,6 m) od spáry. Obvykle neprochází celou deskou a se spárou se stýká pod úhlem. |
| Chemické poškození od odmrazovacích látek | Novější forma poškození, kterou popisuje FHWA. Začíná a šíří se u spár. Často se nejdřív projeví jako ztmavnutí betonu u spáry. |
Závažnost v PAVER
| Závažnost | Co hodnotitel vidí |
|---|---|
| Nízká | Minimální ztráta povrchové pasty. Bez potenciálu FOD. |
| Střední | Určitý potenciál FOD. Volné úlomky malty, strany hrubého kameniva odhalené (méně než 1/4 jeho šířky), nebo hrubé kamenivo, které se uvolňuje. |
| Vysoká | Beton nízké trvanlivosti, který dál uvolňuje materiál. Na okraji odloupané plochy je vidět vrstva povrchové malty a běžné zametání FOD nezastaví. |
PAVER uvádí, že zametání odstraní FOD, ale beton se dál odlupuje, dokud nezmizí postižená hloubka.
Jak se počítá
V průzkumu PAVER hodnotitel počítá odloupanou desku jako jednu desku. Má-li deska dvě závažnosti, počítá se vyšší. Pokud se na desce počítá D-trhlinování nebo alkalicko-křemičitá reakce, odlupování se nepočítá. Leží-li na odloupané ploše záplata, počítá se pouze odlupování. Odlupování nízké závažnosti se počítá jen tehdy, když hodnotitel očekává další odlupování během 2 až 3 let.
Příručka LTPP pro odlupování závažnost nezaznamenává. Zaznamenává počet výskytů a plochu v metrech čtverečních.
Jak se zkouší odolnost proti odlupování
ASTM C672 zkouší odolnost povrchu betonu proti odlupování, když zmrzne a rozmrazuje za působení rozmrazovacích chemikálií. Posouzení se provádí vizuální kontrolou. Kurz FHWA popisuje metodu:
- Laboratoř pokryje povrch 6 mm roztoku chloridu vápenatého, 4 g ve 100 mL vody.
- Každý cyklus zmrazí vzorek na 16 až 18 hodin a pak jej na vzduchu rozmrazí na 6 až 8 hodin.
- Po každých pěti cyklech laboratoř povrch vypláchne, prohlédne a vymění roztok.
- Zkouška obvykle běží asi 50 cyklů nebo více, dokud lze povrch vyhodnotit.
Zkouška ukazuje vliv složení směsi, úpravy povrchu a ošetřování na odolnost proti odlupování. Pro obecnou odolnost betonu vůči zmrazování a rozmrazování viz ASTM C666 na stránce o poškození cykly zmrazování a rozmrazování.
Jak předejít odlupování
FHWA uvádí tato doporučení pro spárovanou betonovou vozovku.
- Systém vzduchových dutin. Přidejte přísadu pro provzdušnění, která vytvoří ochranný systém vzduchových dutin. Pro expozici vůči odmrazovacím látkám FHWA cituje ACI jako 6 ± 1,5 procenta celkového vzduchu a poměr w/cm pod 0,45.
- Směs. Použijte minimální obsah cementu 335 kg/m3 a poměr w/c 0,45 nebo nižší. Položka P-501 FAA stanoví poměr voda ku cementovým pojivům mezi 0,38 a 0,45.
- Dokončování. Dokončujte, až vodní výronek stoupne a odezní. Povrch nepřehlazujte.
- Ošetřování. Ošetřujte beton řádně. Ideálně by se ošetřoval 28 dní a pak 28 dní vysychal, než zmrzne. S popílkem nebo struskovým cementem FHWA navrhuje 56 dní ošetřování.
- Odmrazovací látky. Zajistěte minimálně 30denní vysychání po ošetřování, než se na povrch dostanou odmrazovací látky. U mladého betonu je používejte střídmě, zejména v prvním roce.
- Těsnicí nátěry. Pronikavé nátěry, jako silan a siloxan, pomáhají snížit průnik vody, pokud jsou správně aplikovány.
- Spáry. Funkční zalití spár udržuje vodu a roztok odmrazovací látky mimo desku. Poškozené zalití nechá roztok dovnitř a zvyšuje nasycení betonu u spáry.
Položka P-501 také stanoví sedmidenní ošetřování letištního betonu.
Oprava a ošetření
Volba závisí na hloubce poškození. Pokyny FHWA pro poruchy způsobené materiálem uvádějí tyto možnosti.
- Diamantové broušení. Odstraní tenkou vrstvu betonu. Povrchové odlupování je dobrým kandidátem. Broušení jen kupuje čas, protože neřeší příčinu a nový povrch se zhorší. Nepoužívejte je pro hlubší poškození.
- Oprava části hloubky. Odlupování a zhoršení od odmrazovacích látek jsou kandidáty, když poškození zůstává v horní třetině desky. Pro hlubší poškození se nedoporučuje.
- Povrchový těsnicí nátěr. Při odlupování od soli FHWA navrhuje broušení a pak povrchový těsnicí nátěr. Nátěr také ošetřuje rozsáhlé zhoršení.
- Oprava celé hloubky, přeplátování nebo výměna desky. FHWA uvádí tyto možnosti spolu s opravou části hloubky a broušením jako možné sanační postupy u odlupování od odmrazovacích látek.
AC 150/5380-6C FAA uvádí, že oprava betonu tenčí než 2 palce (5 cm) se na letištní vozovce obvykle rychle zhorší. Zametání odstraní FOD z odlupovaného betonu, ale odlupování nezastaví.
Na letišti
Odlupování má na letišti význam, protože uvolněný materiál je FOD. Proto PAVER hodnotí každou závažnost podle potenciálu FOD. ICAO Annex 14 svazek I, odstavec 10.2.1, vyžaduje, aby letiště kontrolovala a sledovala povrchy pohybové plochy. Povrchy se kontrolují jako součást údržbového programu, který předchází FOD a odstraňuje jej.
Odlupování je také součástí soupisu poruch, na kterém stojí Index stavu vozovky (PCI) podle normy ASTM D5340. FAA AC 150/5380-6C uvádí, že PCI určuje ASTM D5340. TarmacView plánuje průzkumové lety nad vozovkou a snímky pořizuje již dnes. Detekce trhlin a hodnocení ASTM D5340 se vyvíjejí a nabízejí se v rané přístupové verzi.
Často kladené otázky
- Co je odlupování na betonové vozovce?
- Odlupování je ztráta horního povrchu betonové desky. Příručka FHWA Long-Term Pavement Performance (LTPP) uvádí hloubku obvykle 3 až 13 mm. Může se vyskytnout kdekoli na vozovce. Příručka FAA PAVER jej řadí jako poruchu 70.
- Co způsobuje odlupování?
- Odlupování způsobují vady provedení, vady materiálu a počasí. Příručka PAVER jmenuje přehlazení povrchu, vodu přidanou na povrch při dokončování, chybějící ošetřování betonu a nedostatečné provzdušnění pro dané klima. Odlupuje se také beton, který zmrzne, dokud je ještě slabý.
- Co je odlupování od odmrazovacích látek?
- Odlupování od odmrazovacích látek je forma poškození mrazem a rozmrazováním, které zůstává na povrchu desky. FHWA vysvětluje, že vrstva ledu na povrchu se roztahuje a stahuje horní vrstvu pasty z desky. Síla ledu je nejvyšší, když roztok obsahuje asi 3 procenta soli.
- Jak se odlupování hodnotí při průzkumu vozovky?
- Příručka PAVER hodnotí odlupování jako nízké, střední nebo vysoké podle potenciálu FOD. Nízká závažnost je minimální ztráta povrchové pasty bez potenciálu FOD. Vysoká závažnost je beton nízké trvanlivosti, který dál uvolňuje materiál, a zametání FOD nezastaví. Příručka LTPP závažnost nestanoví.
- Je odlupování hrozbou FOD?
- Ano, když povrch uvolňuje volný materiál. PAVER hodnotí odlupování nízké závažnosti jako bez potenciálu FOD a střední závažnosti jako s určitým potenciálem FOD. Odlupování vysoké závažnosti je trvalou hrozbou FOD, kterou běžné zametání neřeší.
- Jak se opravuje odlupující se beton?
- Metoda závisí na hloubce poškození. FHWA uvádí, že diamantové broušení se hodí na povrchové odlupování a oprava části hloubky na poškození v horní třetině desky. Hlubší poškození vyžaduje opravu celé hloubky, přeplátování nebo výměnu desky. Tyto opravy neodstraní příčinu, takže nový povrch se může znovu odlupovat.
- Jak předejít odlupování betonové vozovky?
- Použijte provzdušněný beton s nízkým poměrem voda ku cementovým pojivům a správně jej dokončete a ošetřujte. FHWA uvádí minimální obsah cementu 335 kg/m3 a poměr voda ku cementovým pojivům 0,45 nebo nižší. Doporučuje také minimálně 30denní vysychání po ošetřování, než se na povrch dostanou rozmrazovací látky.
- Jak se odlupování liší od výsypů nebo D-trhlinování?
- Odlupování postihuje souvislou plochu povrchu. Výsyp je jeden malý kus o šířce 25 až 100 mm a hloubce 13 až 50 mm, který se z povrchu uvolní. D-trhlinování je vzor jemných trhlin rovnoběžných se spárou. Může vést k rozpadu ve vzdálenosti 0,3 až 0,6 m od spáry.
Reference
- faa-paver-concrete
- Concrete Surfaced Airfields, PAVER Distress Identification Manual US Army Engineer Research and Development Center (ERDC-CERL), for the US Air Force, June 2009
- fhwa-ltpp-dim
- Distress Identification Manual for the Long-Term Pavement Performance Program (FHWA-HRT-13-092, revised May 2014) Federal Highway Administration
- fhwa-hif-15-018
- Materials-Related Distress: Hardened Cement Paste, Best Practices for Jointed Concrete Pavements (FHWA-HIF-15-018) Federal Highway Administration, Tech Brief, June 2015
- fhwa-hif-17-008
- Chemical Deicers and Concrete Pavement: Impacts and Mitigation (FHWA-HIF-17-008) Federal Highway Administration, Tech Brief, March 2018
- fhwa-rd-01-163
- Guidelines for Detection, Analysis, and Treatment of Materials-Related Distress in Concrete Pavements, Chapter 3 (FHWA-RD-01-163) Federal Highway Administration, March 2002 (archived)
- fhwa-hmec-module-g
- Testing Hardened Concrete, Participant Workbook, Laboratory Manual (Module G) FHWA, Highway Materials Engineering Course
- faa-ac-150-5380-6c
- AC 150/5380-6C, Guidelines and Procedures for Maintenance of Airport Pavements FAA
- faa-ac-150-5370-10h
- AC 150/5370-10H, Standard Specifications for Construction of Airports FAA
Toto je referenční položka. TarmacView poskytuje služby inspekce drony a neprodává zařízení ani materiály popsané v tomto slovníku.
