Czym jest pompowanie w nawierzchni?

Pompowanie to wyrzucanie wody i cząstek gruntu przez złącza lub pęknięcia nawierzchni, gdy przejeżdżające obciążenia uginają płytę. Podręcznik PAVER dla lotnisk z nawierzchnią betonową definiuje je jako wyrzucanie materiału przez wodę przez złącza lub pęknięcia. Ugięcie płyty pod przejeżdżającymi obciążeniami je powoduje. Woda niesie cząstki żwiru, piasku, gliny lub mułu. Efektem jest postępująca utrata podparcia nawierzchni.

Jak powstaje pompowanie

W nawierzchni sztywnej wolna woda może gromadzić się między betonem a nieprzepuszczalną warstwą pod nim. Obciążenie przejeżdżającego koła wywiera na tę wodę ciśnienie i przemieszcza ją. Poruszająca się woda niszczy erozyjnie materiał podłoża i tworzy pustki pod betonem. Pompowanie nasila się wraz ze wzrostem natężenia i prędkości ruchu.

Jak wygląda

Przebarwienia powierzchni oraz materiał podłoża lub podbudowy na nawierzchni w pobliżu złączy lub pęknięć są dowodem pompowania. Pompowanie może wystąpić zarówno przy pęknięciach, jak i przy złączach. Pompowanie przy złączach wskazuje na słabe przenoszenie obciążeń przez złącze, słabe uszczelnienie złącza lub wodę gruntową.

Podręcznik PAVER stwierdza, że przed uznaniem pompowania uszczelnienie złącza musi zostać uznane za wadliwe. Odpady z pompowania przy złączu liczą się również jako uszkodzenie uszczelnienia złącza o średnim stopniu nasilenia. Podręcznik nie określa stopni nasilenia dla pompowania. Złącze, przy którym występuje pompowanie między dwiema płytami, liczy się jako dwie płyty, a każde kolejne pompujące złącze wokół płyty dodaje jedną płytę.

Jak jest rejestrowane w systemie LTPP

Podręcznik FHWA LTPP rejestruje wypływ wody i pompowanie jako jedno uszkodzenie. Jest to typ uszkodzenia JCP 16 w nawierzchniach betonowych z złączami i ACP 15 w nawierzchniach asfaltowych. Inspektor zapisuje liczbę wystąpień i długość uszkodzonej nawierzchni. Minimalna długość to 1 m. Podręcznik nie używa stopni nasilenia. Powodem jest to, że ilość wypływu wody i pompowania zmienia się wraz z warunkami wilgotnościowymi.

Co powoduje

Pompowanie powoduje postępującą utratę podparcia, która może prowadzić do pęknięć. Wynikają z niego trzy powiązane uszkodzenia:

• Pęknięcia narożne. Powtarzające się obciążenia i naprężenia od zwijania się płyty zwykle wywołują pęknięcia w narożu płyty. Utrata podparcia, którą może powodować pompowanie, je nasila.
• Progi. Jest to różnica wysokości przy złączu lub pęknięciu. Może wynikać z utraty drobnych cząstek.
• Uszkodzenie podbudowy. Woda, która przedostaje się przez uszkodzone uszczelnienie złącza, może powodować pompowanie lub pogorszenie stanu podbudowy.

Zapobieganie i naprawa

Podbudowa nawierzchni sztywnej zapewnia jednolite podparcie płyty i zapobiega pompowaniu drobnoziarnistych gruntów. AC 150/5320-6G wymaga podbudowy stabilizowanej, gdy samoloty projektowe mają masę brutto 100 000 lb (45 359 kg) lub więcej. Zaleca warstwę drenażową dla nawierzchni obsługujących statki powietrzne o masie powyżej 60 000 lb. Dotyczy to obszarów z nadmierną wilgocią podłoża i gruntów o niskiej przepuszczalności.

AC 150/5320-6G stwierdza, że nawierzchnia sztywna ze stabilnym podłożem i bez pompowania nie wymaga działań naprawczych. Jeśli płyty pompują się lub chwieją pod ruchem statków powietrznych, w puste przestrzenie podłoża może zostać wprowadzona zaprawa chemiczna lub cementowa. Najpierw skonsultuj się z doświadczonym inżynierem nawierzchni lub geotechnikiem. Przy rozległych obszarach może być wymagany montaż dybli (dowel bar retrofit) lub odbudowa. Przy naprawie na pełną głębokość infiltracja wody i pompowanie mogą uszkodzić podbudowę zasadniczą i pomocniczą, które wymagają wtedy naprawy (AC 150/5380-6C, pkt 6.3.1.2).

Pompowanie w przeglądzie nawierzchni lotniska

Podręcznik PAVER dla lotnisk z nawierzchnią betonową wymienia pompowanie jako uszkodzenie 69. Inspektor szuka przebarwień i osadów przy złączach i pęknięciach każdej płyty. Pompowanie nie ma stopnia nasilenia, więc zapis wskazuje tylko, że występuje.