Czym jest raveling?

Raveling to uszkodzenie nawierzchni, w którym ziarna kruszywa odrywają się od powierzchni. FAA w AC 150/5380-6C definiuje go jako „ścieranie powierzchni nawierzchni spowodowane wyrywaniem ziaren kruszywa". Podręcznik Long-Term Pavement Performance (LTPP) amerykańskiej Federalnej Administracji Autostrad (FHWA) dodaje utratę lepiszcza asfaltowego.

Definicja

Źródła formułują definicję na cztery sposoby. Podręcznik FAA PAVER dla lotnisk asfaltowych mówi, że raveling to wyrywanie grubych ziaren kruszywa z powierzchni nawierzchni. FHWA mówi, że to wyrywanie ziaren kruszywa i utrata lepiszcza asfaltowego. Pavement Interactive nazywa go postępującym rozpadem warstwy mieszanki asfaltowej na gorąco (HMA) od powierzchni w dół. NCHRP pisze słowo ravelling i traktuje je razem z wietrzeniem jako jedno postępujące pogarszanie się nawierzchni.

Jak rozwija się raveling

Raveling zaczyna się, gdy kruszywo traci przyczepność do lepiszcza. FAA w AC 150/5380-6C podaje, że raveling może świadczyć o tym, że lepiszcze asfaltowe mocno się zestarzało i zesztywniało. Gdy raveling postępuje, odrywają się większe kawałki. Nawierzchnia ma wtedy szorstką i postrzępioną powierzchnię.

Zniszczona powierzchnia zatrzymuje też wodę i luźne odłamki. NCHRP podaje, że zniszczone obszary mogą zbierać tyle wody, że dojdzie do aquaplaningu lub rozbryzgu spod kół. WSDOT podaje, że raveling jest dobrym sygnałem, że nawierzchnia jest przepuszczalna. Dodaje też, że nieuszczelniona nawierzchnia z ravelingiem dalej się kruszy, starzeje i sztywnieje znacznie szybciej niż zwykle.

Przyczyny

AC zalicza raveling do uszkodzeń rozpadowych nawierzchni asfaltowej. Wymienia następujące przyczyny rozpadu:

• Klimat.
• Niedostateczne zagęszczenie powierzchni.
• Zbyt mała ilość lepiszcza asfaltowego w mieszance.
• Utrata przylegania otoczki asfaltowej do kruszywa.
• Silne przegrzanie mieszanki.

NCHRP i Pavement Interactive podają więcej szczegółów na temat utraty przyczepności.

• Utwardzone lepiszcze. NCHRP wymienia utwardzanie się lepiszcza asfaltowego. Podaje też, że duża zawartość wolnych przestrzeni powietrznych przyspiesza starzenie i zwiększa raveling. Grubsza warstwa asfaltu spowalnia starzenie.
• Pył na kruszywie. Pył zakłóca przyleganie lepiszcza.
• Segregacja. W niektórych miejscach mieszanki brakuje drobnych ziaren kruszywa. Lepiszcze utrzymuje wtedy grube ziarna w kilku punktach styku.
• Mała gęstość. Słabe zagęszczenie pozostawia w mieszance zbyt małą spoistość.
• Wyciek oleju. NCHRP zalicza do raveling osłabienie powierzchni i wyrywanie kruszywa przez olej.

WSDOT dodaje projekt mieszanki i wykonawstwo. Mogą one prowadzić do ravelingu:

• Mieszanka o zbyt małej zawartości asfaltu.
• Przegrzanie mieszanki podczas produkcji.
• Mieszanka stygnie podczas układania.
• Brudne kruszywo.
• Układanie pod koniec sezonu.

Wilgoć to osobna droga. AC definiuje odspajanie asfaltu (asphalt stripping) jako oddzielanie lepiszcza od kruszywa przez wilgoć, która wnika do mieszanki. AC zalicza je do pozostałych rodzajów rozpadu.

Ruch drogowy i sprzęt też mogą wyrywać kruszywo. Pavement Interactive wymienia opony z kolcami, ostrza pługów śnieżnych i pojazdy gąsienicowe. Podręcznik PAVER zalicza do raveling wysokiego nasilenia uszkodzenia mechaniczne od wleczonych zaczepów, obręczy kół lub pługów śnieżnych.

Raveling a podobne uszkodzenia

• Wietrzenie. Wietrzenie to utrata lepiszcza i osnowy z drobnego kruszywa. Raveling to utrata grubego kruszywa. Podręcznik PAVER nie rejestruje wietrzenia (nazywanego zużyciem powierzchni) na obszarze, na którym rejestruje raveling średniego lub wysokiego stopnia.
• Wypolerowane kruszywo. FHWA definiuje je jako zużyte lepiszcze na powierzchni, które odsłania grube kruszywo. Podręcznik LTPP wymienia raveling i wypolerowane kruszywo jako dwie odrębne wady powierzchni.
• Odspajanie asfaltu (asphalt stripping). Odspajanie to utrata przyczepności między lepiszczem a kruszywem. Raveling to utrata kruszywa z powierzchni.
• Dziura (pothole). Dziura to przerwanie powierzchni, w którym część materiału nawierzchni odpadła i pozostawiła ubytek. AC podaje, że zmęczenie powierzchni powoduje większość dziur.

Raveling na nawierzchni betonowej

Na nawierzchni betonowej FAA w AC 150/5380-6C używa określenia łuszczenie (scaling) na oznaczenie rozpadu i utraty warstwy ścieralnej. Definiuje rozpad betonu jako rozbicie nawierzchni na małe, luźne kawałki, w tym wyrywanie ziaren kruszywa. Wymienia łuszczenie jako pierwszą kategorię. Podręcznik PAVER ocenia łuszczenie na poziomie średnim, gdy grube kruszywo odrywa się od powierzchni. FHWA podaje, że zwykła głębokość łuszczenia wynosi od 3 do 13 mm.

Zarówno FAA w AC 150/5380-6C, jak i podręcznik PAVER używają też słowa raveling w odniesieniu do betonu. Odpryski narożne nazywają „raveling lub rozpad płyty" w pobliżu narożnika.

Jak ocenia się raveling

Podręcznik PAVER dla lotnisk o nawierzchni asfaltowej ocenia mieszankę gęstoziarnistą na trzech poziomach nasilenia. Gdy inspektor ma wątpliwości, liczy brakujące ziarna grubego kruszywa w trzech reprezentatywnych obszarach po 1 metrze kwadratowym.

Każdy poziom nasilenia stosuje się, jeśli spełniony jest jeden z dwóch warunków. Podręcznik mierzy raveling jako powierzchnię objętą uszkodzeniem. Uszkodzenia mechaniczne wywołane wleczonymi zaczepami, obręczami kół lub pługami śnieżnymi zalicza do raveling wysokiego nasilenia.

Podręcznik ma osobne poziomy nasilenia dla dwóch innych nawierzchni.

• Uszczelnienie zawiesinowe lub smoła węglowa na mieszance gęstoziarnistej. Niskie to obszar z łuszczeniem poniżej 1 procenta. Średnie to 1 do 10 procent. Wysokie to ponad 10 procent. Przy smole węglowej spękania siatkowe węższe niż 1/4 cala (6 mm) są niskie, a spękania o szerokości 1/4 cala lub większej są średnie. Łuszcząca się powierzchnia to poziom wysoki.
• Porowata warstwa przeciwpoślizgowa (porous friction course). Podręcznik używa próbki o powierzchni 1 stopy kwadratowej (1/10 metra kwadratowego). Niskie to 5 do 20 brakujących kawałków kruszywa. Średnie to 21 do 40. Wysokie to ponad 40. Podręcznik liczy też skupiska brakującego kruszywa.

Podręcznik FHWA LTPP działa inaczej. Rejestruje raveling jako uszkodzenie nr 13, w metrach kwadratowych, bez poziomów nasilenia. Zauważa, że raveling może wskazywać na problemy z mieszanką. Podaje też, że raveling nie powinien być oceniany na uszczelnieniach grysowych (chip seal).

Raveling a FOD na lotnisku

FAA w AC 150/5380-6C podaje, że uszkodzenie nawierzchni może wytwarzać luźny materiał, który może uderzyć w śmigła samolotów lub zostać zassany do silników odrzutowych. Podaje też, że raveling może być istotnym źródłem FOD. Ponadto wskazuje, że każda kontrola nawierzchni powinna uwzględniać FOD. Badanie nawierzchni rejestruje, gdzie znajduje się raveling i jaką część powierzchni zajmuje.

Wytyczne EASA dotyczące kontroli obszarów utwardzonych wymieniają luźność kruszywa w nawierzchniach asfaltowych jako oznakę uszkodzenia, której należy szukać. Te same wytyczne mówią, że nawierzchnie asfaltowe i betonowe mogą być najczęstszym źródłem FOD na lotnisku. Badanie PAVER rejestruje obszar ravelingu.

Jak naprawiać raveling

Najpierw znajdź przyczynę. Pavement Interactive zaleca zbadać zniszczoną nawierzchnię, aby ustalić, dlaczego uległa uszkodzeniu. Sposób naprawy zależy od zakresu.

• Małe obszary. Usuń zniszczoną nawierzchnię i załataj.
• Duże obszary. Jeśli raveling pokazuje ogólne uszkodzenie warstwy asfaltowej, usuń uszkodzoną nawierzchnię i połóż nakładkę.
• Drogi z ravelingiem. WSDOT podaje, że najlepszą obróbką jest uszczelnienie mgłowe (fog seal). Uszczelnia ono powierzchnię i spowalnia szybkie pogarszanie się stanu. Jeśli raveling staje się poważny, może sprawdzić się uszczelnienie grysowe (chip seal). Uszczelnienie piaskowe (sand seal) może pasować do drogi z większym ravelingiem.

Tabela 6-1 AC 150/5380-6C podaje obróbkę powierzchni lub nakładkę jako naprawę wietrzenia i utleniania nawierzchni podatnej. Tabela nie wymienia ravelingu z nazwy. AC 150/5320-6G podaje, że obróbki powierzchni działają tym lepiej, im szybciej się je stosuje. Mówi, że pierwszą z nich często wykonuje się 5 lat po budowie.

Specyfikacje FAA ograniczają, gdzie może trafić uszczelnienie mgłowe. Pozycja P-632 opisuje odmłodzenie nawierzchni asfaltowej, powszechnie zwane uszczelnieniem mgłowym. Jest przeznaczona do nawierzchni z niskim do średniego stopniem zwietrzenia powierzchni, zgodnie z definicją ASTM D5340. Pozycja dotyczy nawierzchni, na których nie operują statki powietrzne, takich jak pobocza, pasy wybiegu i drogi. Może też służyć na nawierzchniach lotniskowych, z wyjątkiem pasów startowych i ostro skośnych dróg zjazdowych, na lotniskach obsługujących samoloty o masie mniejszej niż 60 000 funtów (27 216 kg). Pozycja P-608 to emulsyjna warstwa uszczelniająca dla dróg kołowania i pasów startowych. Używa odpowiedniego kruszywa, aby utrzymać tarcie powierzchni.