Czym jest pęknięta płyta?

Pęknięta płyta to płyta nawierzchni betonowej, którą przecinające się pęknięcia dzielą na cztery lub więcej części. Okólnik FAA dotyczący utrzymania nawierzchni wymienia jako główne przyczyny przeciążenie ruchem i niewystarczające podparcie podłoża.

Jak uszkodzenie jest zdefiniowane

Podręcznik PAVER dla lotnisk betonowych wymienia to uszkodzenie jako numer 72, Pęknięta płyta/przecinające się pęknięcia. Przeciążenie, niewystarczające podparcie lub oba czynniki razem rozbijają płytę na cztery lub więcej części. Podręcznik nazywa wysoki poziom nasilenia tego uszkodzenia pękniętą płytą.

Podręcznik ustala nasilenie na podstawie liczby części i nasilenia ich pęknięć:

Obowiązują dwie zasady liczenia:

• Nie wliczaj pęknięć skurczowych przy liczeniu części.
• Nie zapisuj innych uszkodzeń, takich jak łuszczenie, odpryski lub pęknięcia trwałościowe, na płycie o średnim lub wysokim nasileniu. Nasilenie przecinających się pęknięć już wyznacza ocenę płyty.

Inne pęknięte płyty

Pęknięcia dzielące płytę na dwie lub trzy części nie są pękniętą płytą. PAVER rejestruje je jako pęknięcia podłużne, poprzeczne i ukośne (uszkodzenie 63). PAVER mówi, że pęknięcia tego typu o niskim nasileniu zwykle wiążą się z wypaczaniem płyty lub tarciem i nie są poważnymi uszkodzeniami konstrukcyjnymi. Mówi, że pęknięcia o średnim i wysokim nasileniu zwykle są pęknięciami pracującymi i są poważnymi uszkodzeniami konstrukcyjnymi.

Złamanie narożnika (uszkodzenie 62) to jedno pęknięcie, które przecina oba złącza w odległości do połowy długości płyty od narożnika. PAVER podaje przykład dla płyty o wymiarach 7,5 m na 7,5 m (25 ft na 25 ft). Pęknięcie łączące spoiny w odległości 1,5 m i 5 m od narożnika jest pęknięciem ukośnym. Pęknięcie łączące je w odległości 2 m i 3 m od narożnika jest złamaniem narożnika.

Złamanie narożnika różni się od odprysku narożnika, ponieważ złamanie przechodzi przez całą grubość płyty. Jeśli wszystkie części lub pęknięcia leżą wewnątrz złamania narożnika, PAVER rejestruje poważne złamanie narożnika.

Przyczyny

AC 150/5380-6C wymienia dla pękniętej płyty te same przyczyny co PAVER: przeciążenie ruchem i niewystarczające podparcie podłoża. Dla pęknięć w sztywnych nawierzchniach w ogóle AC wymienia następujące przyczyny, pojedynczo lub razem:

• Naprężenia od rozszerzania, kurczenia się i wypaczania.
• Przeciążenie.
• Utrata podparcia podłoża gruntowego.
• Niewystarczające lub nieprawidłowo wycięte spoiny.

AC 150/5320-6G mówi, że utrata podparcia może mieć kilka źródeł. Są to erozja podbudowy, podbudowy pomocniczej lub podłoża, osiadanie pod płytą oraz skręcanie od temperatury (curling) lub wypaczanie od wilgoci. AC 150/5380-6C dodaje, że pompowanie albo utrata przenoszenia obciążenia w spoinie może powodować brak podparcia w narożniku płyty.

Dlaczego to ważne na lotnisku

• FAA traktuje to uszkodzenie jako związane z obciążeniem. Wskaźnik stanu konstrukcyjnego (SCI) uwzględnia pęknięte płyty na wszystkich poziomach nasilenia. SCI równy 80 to definicja FAA zniszczenia konstrukcyjnego sztywnej nawierzchni. Odpowiada to sytuacji, w której 50 procent płyt w strefie ruchu wykazuje pęknięcie konstrukcyjne.
• Wytyczne FHWA dotyczące szlifowania diamentowego dla dróg mówią, że wysoki odsetek pękniętych płyt, ponad 5 procent, wskazuje na wadę konstrukcyjną. Mówią też, że pęknięte płyty wymagają naprawy przed szlifowaniem.
• Uszkodzenia nawierzchni mogą wytwarzać luźny materiał, który uderza w śmigła samolotów lub dostaje się do silników odrzutowych. FAA nazywa to obcymi przedmiotami na nawierzchni (FOD) i stwierdza, że każda inspekcja nawierzchni powinna się tym zajmować.
• Badanie PCI rejestruje uszkodzenia. Lotnisko w USA podlegające federalnym zobowiązaniom musi wykonać szczegółową inspekcję nawierzchni co najmniej raz w roku. Badanie PCI zgodne z ASTM D5340 może wydłużyć ten odstęp do trzech lat.

Naprawa

Okólnik FAA wymienia „naprawę/wymianę płyty” dla spękanej sztywnej nawierzchni. Wskazuje też na konieczność oceny wystarczalności konstrukcji nawierzchni, która może wymagać wzmocnienia. Prawdopodobne przyczyny, które podaje, to utrata podparcia płyty, powtarzalność obciążeń, naprężenia od skręcania (curling) i naprężenia od skurczu.

Naprawa na pełną głębokość usuwa cały uszkodzony beton. Podbudowa zasadnicza i pomocnicza mogą także wymagać naprawy, gdy woda i pompowanie je uszkodziły. Okólnik podaje procedury wymiany częściowej płyty w Załączniku A6 i wymiany całej płyty w Załączniku A7.

Procedura wymiany całej płyty ma następujące ograniczenia:

• Nie rozpoczynaj napraw przy niesprzyjającej pogodzie.
• Nie układaj betonu, dopóki temperatura otoczenia nie wynosi co najmniej 4 °C (40 °F) i rośnie.
• Nie układaj betonu na zamarzniętej podbudowie, na lodzie ani na śniegu.
• Nie dopuszczaj ruchu, dopóki beton nie dojrzeje.

Nakładka

AC 150/5320-6G mówi, że sztywne nawierzchnie z istotnym uszkodzeniem konstrukcyjnym zwykle nie nadają się do nakładki. Nawierzchnia z SCI poniżej 80 zwykle nie nadaje się do standardowej nakładki, ponieważ najpierw wymaga rozległych napraw. Przy istotnym uszkodzeniu AC mówi, że lepsze mogą być rozdrobnienie (rubblization) lub podobne metody niszczenia współdziałania płyt.

Przed nakładką AC mówi, że może być potrzebna miejscowa wymiana rozbitych płyt. Mówi też, że silnie rozbite i niestabilne płyty można dodatkowo rozbić na mniejsze części, aby uzyskać pewniejsze osadzenie. Jeśli rozbite i niestabilne płyty obejmują cały obszar, AC mówi, że wymagane będzie spękanie i osadzenie (crack and seat), rozdrobnienie (rubblization) albo rekonstrukcja.