Czym jest pomiar szerokości pęknięć?

Czym jest pomiar szerokości pęknięć?

Pomiar szerokości pęknięcia to metoda, która podaje odległość w poprzek pęknięcia między jego dwiema krawędziami, w milimetrach, z linijki lub z obrazu.

Szerokość pęknięcia to odległość w poprzek pęknięcia między jego dwiema krawędziami. Inspektorzy mierzą ją na miejscu kartą lub linijką, a oprogramowanie wyznacza ją z obrazu nawierzchni.

Dlaczego podręczniki nawierzchni używają szerokości pęknięcia

Podręcznik ocenia każde pęknięcie jako stopień niski, średni lub wysoki. Szerokość jest jednym z danych wejściowych, a podręcznik określa, która szerokość się liczy. Podręcznik FHWA Long-Term Pavement Performance (LTPP) dla asfaltu używa średniej szerokości pęknięcia. Podręczniki PAVER, z których korzystają przeglądy PCI na lotniskach, używają średniej szerokości pęknięcia niewypełnionego.

Wiersze dla betonu nie są zgodne, bo każdy podręcznik ustala własne granice. Używaj podręcznika, którego trzyma się przegląd. W wierszu płyty żelbetowej PAVER liczy pęknięcie poniżej 3 mm bez wykruszenia i uskoku jako pęknięcie skurczowe. Wiersze płyty żelbetowej i betonu z dylatacjami obejmują też wykruszenia i uskoki. Mogą one podnieść stopień.

Szerokość nie jest jedynym kryterium. Wykruszenia, uskoki i stan wypełnienia również określają stopień. Pęknięcie wypełnione może mieć dowolną szerokość. Jest niskiego stopnia, gdy wypełnienie jest w zadowalającym stanie. W podręczniku PAVER dla asfaltu wysoki stopień zależy od wykruszenia dającego wyraźny potencjał FOD, a nie od szerokości.

Średnia szerokość czy szerokość maksymalna

Podręcznik FHWA dla asfaltu i podręczniki PAVER używają średniej szerokości. Jeśli szerokość zmienia się wzdłuż pęknięcia, PAVER zapisuje osobno każdy odcinek o innym stopniu. Protokół FHWA Long-Term Bridge Performance (LTBP) dla betonowych mostów mierzy maksymalną szerokość otwarcia. Pęknięcie z jednym szerokim miejscem może więc otrzymać niższy stopień na nawierzchni niż na moście. Podaj, jaką szerokość raportujesz.

Szerokość pęknięcia a głębokość pęknięcia

Szerokość pęknięcia to pomiar powierzchni i nie podaje głębokości pęknięcia. Podręcznik FHWA LTPP i dwa podręczniki lotniskowe PAVER nie wspominają o głębokości. Protokół FHWA dla mostów wymaga zmierzenia lub oszacowania maksymalnej głębokości pęknięcia, jeśli to możliwe. Zapisuje ją jako osobną pozycję od maksymalnej szerokości, z dokładnością do 0,125 cala (około 3 mm). Protokół nie wskazuje narzędzia do pomiaru głębokości. Jeden członek komitetu ACI zauważył, że szerokości pęknięć też zmieniają się wraz z długością i głębokością. Przyjmij szerokość pęknięcia jako szerokość na powierzchni i zapisz miejsce pomiaru.

Jak mierzyć na nawierzchni

Mierz w poprzek pęknięcia, od jednej krawędzi do drugiej. Rysunek 1 podręcznika LTPP pokazuje, jak mierzy się szerokość w poprzek pęknięcia na asfalcie. Rysunek 47 pokazuje szerokość pęknięcia w betonie oraz szerokość wykruszenia jako osobną miarę. Dla pęknięcia narożnego w płycie betonowej PAVER zaleca mierzenie szerokości między pionowymi ściankami, a nie w obszarach wykruszonych.

Podręczniki nawierzchni nie wskazują narzędzia. Przy inspekcji betonu używa się dwóch ręcznych narzędzi:

• Karta porównawcza pęknięć, zwana też crack gage. To przezroczysta karta z liniami o różnych szerokościach. Używają jej protokoły FHWA dla mostów.
• Komparator, czyli mała ręczna lupa z podziałką na soczewce. ACI wymienia go jako drugą opcję.

ACI mówi, że komparator z kartą porównawczą zwykle ma wystarczającą dokładność, aby określić szerokości pęknięć do napraw. Protokół FHWA dla mostów ustala dokładność według szerokości. Wynosi ona 0,002 cala (około 0,05 mm) poniżej 0,020 cala. Wynosi 0,005 cala od 0,020 do poniżej 0,040 cala, a 0,01 cala od 0,040 do poniżej 1,00 cala.

Większość członków komitetu ACI 224, którzy odpowiedzieli na pytanie o szczelinomierze (feeler gauges), w nie wątpi. Nie widzą w nich zamiennika dla karty ani komparatora. Płaski szczelinomierz może zahaczyć o nierówną powierzchnię pęknięcia i odczytać zbyt małą szerokość. Drutowy szczelinomierz oceniają nieco lepiej. W pracy terenowej uważają za praktyczną przezroczystą kartę z podziałką, z uśrednieniem kilku odczytów. Podręczniki oceniają średnią szerokość, więc pobieraj odczyty w więcej niż jednym punkcie pęknięcia, które zmienia szerokość.

Jak mierzyć z obrazu

Obraz daje szerokość w pikselach. Odległość próbkowania terenu (GSD) zamienia ją na milimetry, bo GSD to odległość terenu, którą reprezentuje jeden piksel. US Bureau of Land Management (BLM) podaje wzór GSD = SPS x H / f. SPS to rozmiar piksela sensora, czyli szerokość sensora podzielona przez szerokość obrazu w pikselach. H to wysokość kamery nad nawierzchnią. f to ogniskowa.

Szerokość w milimetrach to szerokość w pikselach pomnożona przez GSD. Pęknięcia węższego niż jeden piksel nie da się zmierzyć wiarygodnie. GSD musi być na tyle mały, by szerokość bliska progu obejmowała kilka pikseli.

FAA testowała małe drony na sześciu lotniskach. Stwierdza, że ortofotomapa o rozdzielczości lepszej niż 5 mm na piksel pozwala wykryć i ocenić przynajmniej niektóre uszkodzenia. Zaleca 1,5 mm na piksel, z modelem wysokości (DEM) 6,0 mm na piksel. Jej tabele podają 7,3 mm na piksel dla pęknięć podłużnych i poprzecznych niskiego stopnia w asfalcie. Podają też 7,3 mm na piksel dla pęknięć podłużnych, poprzecznych i ukośnych niskiego stopnia w płytach betonowych.

Te dane pochodzą od analityka, który identyfikował i oceniał uszkodzenia na oko. Nie pokazują, kiedy szerokość jest wiarygodna. Przy 7,3 mm na piksel próg 6 mm jest węższy niż jeden piksel. Przy 1,5 mm na piksel próg 6 mm obejmuje cztery piksele, a próg 3 mm na betonie obejmuje dwa.

Oprogramowanie do szerokości pęknięć

Oprogramowanie może mapować pęknięcia i mierzyć ich szerokość na obrazach nawierzchni. AASHTO R 85 obejmuje ilościowe określanie pęknięć w nawierzchniach asfaltowych ze zebranych obrazów metodami automatycznymi. AASHTO R 86 obejmuje zbieranie obrazów. Streszczenie R 86 przez National Academies podaje tolerancję szerokości. Szerokość pęknięcia musi mieścić się w granicach 20 procent lub 0,04 cala (około 1 mm) od rzeczywistej szerokości, w zależności od tego, która wartość jest większa. Określa też wskaźniki wykrywania według szerokości. System musi wykryć 33 procent pęknięć poniżej 0,12 cala (3 mm). Musi wykryć 60 procent pęknięć od 0,12 do poniżej 0,2 cala. Musi wykryć 85 procent pęknięć o szerokości 0,2 cala (5 mm) lub większej.

To są praktyki drogowe. Otwarte źródła lotniskowe, które przejrzeliśmy, nie ustalają dokładności szerokości dla obrazu ani dla przeglądu dronem.

Znaczenie dla nawierzchni lotniskowych

Szerokość mówi zespołowi utrzymania, jak traktować pęknięcie. AC 150/5380-6C podaje jedną procedurę dla pęknięć węższych niż 1 cal (2,5 cm) w nawierzchniach podatnych. Drugą podaje dla pęknięć szerszych niż 1 cal w HMA o grubości co najmniej 5 cali (13 cm). Uszczelnienie pęknięcia chroni konstrukcję nawierzchni przed wilgocią z powierzchni. AC mówi, że pęknięcia skurczowe w betonie są niekonstrukcyjne i zwykle nie wymagają naprawy.

Według PAVER szerokość powyżej około 25 mm na płycie betonowej tworzy potencjał uszkodzenia opon. Szerokość pęknięcia to jedno z danych wejściowych przeglądu PCI. Przegląd liczy też długość i stopień każdego pęknięcia. Zobacz hasła słownika o pęknięciach podłużnych i o wskaźniku stanu nawierzchni (PCI).