Čo je tesniaci materiál škár?

Tesniaci materiál škár je pružný materiál v škárach betónovej vozovky, ktorý zabraňuje prieniku vody a nestlačiteľného materiálu do škáry.

Škáry riadia praskanie a umožňujú doskám rozťažovanie a zmršťovanie. Posádky škáry zvyčajne urezávajú a potom ich utesnia alebo vyplnia. Otvorená alebo poškodená škára necháva dovnútra vnikať zeminu, kamene a vodu. Tesnenie sedí v zásobníku, ktorým je dutina v škáre. Podkladový profil je stlačiteľný profil, ktorý určuje hĺbku tesnenia (FHWA-HIF-18-019).

Prečo je tesnenie dôležité

FAA definuje poškodenie tesnenia škár ako každý stav, ktorý umožňuje vniknutie vody do škár. Zahŕňa aj každý stav, ktorý umožňuje hromadenie zeminy, kameňov alebo iného nestlačiteľného materiálu. Nahromadený materiál bráni rozťažnosti dosiek. To môže spôsobiť vybočenie, rozdrvenie alebo odštiepenie hrán. Voda, ktorá prenikne cez škáru, môže spôsobiť pumpovanie alebo degradáciu podkladu (AC 150/5380-6C, odsek 3.2.2.b).

FHWA dopĺňa ďalšie účinky. Dobré tesnenie obmedzuje vodu, ktorá vniká do vozovkovej sústavy. Tým sa obmedzuje pumpovanie, erózia a D-trhlinovanie. Obmedzuje sa tiež vnikanie chemických rozmrazovacích prostriedkov do škáry.

FHWA tiež uvádza, že potreba utesňovania škár je pravdepodobne špecifická pre projekt. Závisí od typu zariadenia, návrhu vozovky, miestneho prostredia, premávky a požadovanej úrovne služieb. Výhodnosť utesňovania sa diskutuje najmenej od sedemdesiatych rokov.

Typy tesnení škár

FHWA rozdeľuje tesnenia škár na tesnenia vytvárané na mieste a predtvarované tesnenia. Tesnenie vytvárané na mieste je kvapalina, ktorá stuhne a prilieha k obom stranám škáry. Je buď horúco lejané, alebo studene lejané. Predtvarované tesnenie je pevné tesnenie, ktoré posádky stlačia do škáry. Drží na mieste vďaka kontaktu s bočnými stenami. FHWA tiež opisuje výplne škár, ktoré škáru vyplnia, ale nie sú utesnené voči vode.

Typy v ASTM D6690 sa líšia predĺžením, ktoré musia dosiahnuť pri chladnom počasí. V tabuľke FHWA typ I predlžuje o 50 percent pri 0 °F (-18 °C) a typ II o 50 percent pri -20 °F (-29 °C). Typ IV sa predlžuje o 200 percent pri -20 °F (-29 °C) pre veľmi chladné oblasti.

Pre letecké palivo a tepelný úder FHWA v tabuľke uvádza aj dvojzložkové polymérové tesnenia podľa federálnej špecifikácie SS-S-200E. Ak sa vyžaduje odolnosť voči leteckému palivu alebo tepelnému úderu, položka P-604 FAA pridáva k ASTM D2628 špecifikáciu Corps of Engineers CRD C548.

FHWA uvádza typické životnosti podľa ACPA. Horúco lejané tesnenia vydržia 3 až 8 rokov, silikón 8 až 10 rokov a predtvarované tesnenia až 20 rokov. Predtvarované tesnenia stoja najviac a horúco lejané tesnenia najmenej.

FHWA-HIF-10-020 uvádza samostatný výsledok pre tri diaľničné projekty v Michigane. Utesňovanie škár predĺžilo životnosť vozovky o 4 roky (tabuľka 21). Ide o údaje o cestách, nie o letiskové údaje.

Výber tesnenia

FHWA uvádza tieto faktory:

• Typ škáry a očakávaný pohyb škáry.
• Klíma, ktorá určuje predĺženie, ktoré tesnenie potrebuje.
• Kompatibilita priľnavosti s povrchmi, napríklad len betón alebo betón a asfalt.
• Chemická kompatibilita. Niektoré silikónové tesnenia reagujú s vápencovým kamenivom.
• Potreba rýchleho vytvrdnutia.
• Potreba odolnosti voči úniku paliva alebo tepelnému úderu.
• Cena materiálu a montáže a očakávaná životnosť.

AC 150/5380-6C uvádza, že tesniaci materiál má spĺňať normu ASTM pre typ vozovky a službu. Silikónové tesnenie podľa ASTM D5893 môže utesniť okrajové škáry medzi pružnou a tuhou vozovkou. Silikónom sa nemá utesňovať škára medzi dvoma pružnými vozovkami.

Zásobník a tvarový faktor

Šírka zásobníka závisí od pohybu škáry. FHWA uvádza, že typický pohyb škáry sa pohybuje od 0,10 do 0,25 in (2,5 až 6 mm). Horúco lejané tesnenie s 50-percentnou predĺžiteľnosťou potrebuje zásobník aspoň dvakrát širší ako pohyb. Pri pohybe 0,25 in (6 mm) to je šírka škáry aspoň 0,50 in (13 mm).

Tvarový faktor je hĺbka tesnenia delená šírkou škáry. FAA položka P-605 udáva tvarový faktor 1. Uvádza, že silikón ASTM D5893 niekedy vyžaduje tvarový faktor 0,5, čo je pomer šírky k hĺbke 2:1. FHWA udáva rovnaké pomery. Škára je široká 0,50 in (13 mm). Horúco lejané tesnenie má hĺbku 0,50 in (13 mm). Silikónové tesnenie má hĺbku 0,25 in (6 mm).

Podkladový profil určuje hĺbku. P-605 uvádza, že profil má priemer o 25 percent, plus alebo mínus 5 percent, väčší ako šírka škáry. FHWA odporúča profil s uzavretými bunkami, ktorý nenasáva vodu, a uvádza, že sa treba vyhnúť profilu s otvorenými bunkami, lebo zadržiava vlhkosť. Tam, kde je škára pre profil príliš plytká, alebo výplň obsahuje bitúmen, P-605 vyžaduje oddeľovaciu pásku. Páska bráni tomu, aby tesnenie priľnulo na troch stranách.

Ako posádky utesňujú škáru

Položka P-605 vyžaduje suchú škáru, zbavenú šupiniek, nečistôt, prachu, vytvrdzovacieho prípravku a starého tesnenia. Dodávateľ ju čistí pieskovaním, frézovaním, rezaním alebo tlakovou vodou, podľa pokynov inžiniera. Potom stlačeným vzduchom vyfúka škáru. Čelá škáry musia byť povrchovo suché, keď sa tesnenie nanáša (P-605-3.3).

Dodávateľ plní škáru zdola nahor. Povrch tesnenia končí 1/8 alebo 1/4 in (3 alebo 6 mm), plus alebo mínus 1/16 in (2 mm), pod povrchom vozovky. Špecifikácia zakazuje gravitačné metódy a lejacie nádoby (P-605-3.4). Ak výrobca odporúča základný náter, posádky ho najprv nanesú na čelá škáry.

Položka P-605 tiež uvádza vybavenie. Inžinier ponechá tie položky, ktoré zodpovedajú projektu (P-605-3.2):

• Traktorom poháňaný frézovací nástroj, ktorý odstraňuje staré tesnenie. Nástroje v tvare V a rotačné rázové frézy nie sú povolené.
• Samohybná betónová píla s diamantovými alebo brúsnymi kotúčmi chladenými vodou.
• Zariadenie na pieskovanie alebo tlakovú vodu, ktoré dodávateľ ukáže RPR na stavbe. Pieskovanie môže byť zakázané. Drôtené kefy môžu vyčistiť malé plochy, ale čistia horšie.
• Pri horúco lejanom tesnení mobilný nanášací prístroj s kotlom typu s miešadlom a dvojitým dnom. Má tiež tlakové vytláčacie zariadenie s hubicou, regulátory teploty a zapisovací teplomer.
• Pri studene nanášanom silikóne vytláčacie čerpadlo, kompresor, nasledujúcu dosku, hadice a hubicu. Hubica musí dosiahnuť dno škáry.
• Ručné náradie, ak je schválené, na odstránenie chybného tesnenia z trhliny. Inžinier najprv skontroluje ručné náradie, či nespôsobuje odštiepenie.

Teplotné limity sa podľa zdroja líšia:

• P-605 udáva teplotu vozovky 50 °F (10 °C) a stúpajúcu pre liate tesnenie. Zakazuje tesnenie, ak je v škáre vlhkosť.
• FHWA odporúča minimálnu teplotu okolia 40 °F (4 °C) pre horúco lejané tesnenie. FHWA uvádza, že posádky zohrievajú tesnenie na 350 °F (177 °C) a viac, ale nesmú ho prehriať.
• P-604 udáva najmenej 35 °F (2 °C) a stúpajúcu pre kompresné tesnenie. Špecifikácia uvádza, že stroj nesmie tesnenie natiahnuť alebo stlačiť viac ako o 2,0 percent na jeho dĺžke.

Pred utesnením celého projektu P-604 vyžaduje skúšobnú montáž dlhú aspoň 200 ft. Položka P-605 žiada dodávateľa, aby vytvrdnuté tesnenie skontroloval na priľnavosť k stenám škáry, kohézne oddelenie, uväznený vzduch a dutiny. Chybné tesnenie sa odstráni a nahradí (P-605-3.5).

Poškodenie tesnenia škár

Typické poškodenie tesnenia je odlepený tesniaci materiál, vytlačený tesniaci materiál, stvrdnutý (oxidovaný) výplňový materiál alebo strata priľnavosti k okrajom dosiek. Zahŕňa aj chýbajúci tesniaci materiál v škáre. Manuál PAVER pridáva rast burín. FAA uvádza tieto príčiny: nesprávna šírka škáry, nesprávny typ tesnenia, nesprávne nanášanie, škára, ktorá pred utesnením nebola vyčistená, a starnutie.

FHWA opisuje dve hlavné poruchy. Pri adhéznej poruche tesnenie stratí priľnavosť k čelu škáry a zanechá medzeru pre vodu a nečistoty. Pri kohéznej poruche sa tesnenie rozdelí vo svojom vnútri. Tak môže zlyhať tesnenie, ktoré je príliš plytké alebo prehriate.

Hodnotenie stavu

Poškodenie tesnenia škár je porucha v prieskume Indexu stavu vozovky (PCI) pre betónové vozovky so škárami. PAVER ju hodnotí ako nízku, strednú alebo vysokú závažnosť pre celú vzorkovú jednotku.

• Nízka závažnosť je tesniaci materiál vo všeobecne dobrom stave s drobným poškodením. Na niektorých škárach môže byť tesniaci materiál, ktorý sa odlepil, ale stále sa dotýka hrany škáry.
• Stredná závažnosť je tesniaci materiál vo všeobecne uspokojivom stave, ktorý treba vymeniť do 2 rokov. Príznaky sú viditeľné otvorenie až do 3 mm (1/8 palca) na okraji škáry a vytláčanie nečistôt zo škáry. Ďalej je to oxidovaný tesniaci materiál bez pružnosti a zjavná vegetácia v škáre.
• Vysoká závažnosť je tesniaci materiál vo všeobecne zlom stave, ktorý treba okamžite vymeniť. Platí, keď 10 percent alebo viac tesniaceho materiálu prekračuje limity alebo chýba.

Manuál hovorí, že oxidovaný tesniaci materiál treba hodnotiť podľa jeho pružnosti a nie podľa vzhľadu. Matný povrch s dobrým materiálom pod ním je uspokojivý. Predtvarované tesnenie musí byť pružné, pevne pritlačené k stenám škáry a pod hranou škáry.

Kontrola škáry

FHWA odporúča jemne zasunúť tenký kovový pásik na okraj tesnenia a čelo škáry, aby sa skontrolovala strata priľnavosti. Kontrolóri pozerajú na poškodenú časť tesnenia, či nie je prach a piesok. Podrobne kontrolujú miesta, kde majú škáry výškový rozdiel alebo odštiepenie. Ako sa takáto porucha hodnotí, pozri odštiepenie škár.

Opätovné utesnenie škáry

Položka P-605 povoľuje úpravy podľa projektu opätovného utesnenia. AC 150/5380-6C, tabuľka 6-2, uvádza opravu ako odstránenie starého tesnenia, vyčistenie škár a nové utesnenie.

FHWA uvádza, že opätovné utesnenie je pre vozovku, kde je poškodenie tesnenia systémové, nie lokálne. Vozovka má byť inak dobre fungujúca. Posádky najprv odstránia staré tesnenie rezačkou škár alebo diamantovou pílou. Potom obnovia steny škáry. FHWA uvádza, že obnovenie stien má rozšíriť zásobník najviac o 0,08 in (2 mm). Položka P-101 pre letiská povoľuje píle odrezať najviac 1/16 in (2 mm) z každého čela škáry (P-101-3.8.1). Ďalšie kroky potom nasledujú podľa nového postupu utesňovania.

Predtvarované kompresné tesnenia sa pri opätovnom utesňovaní nevyskytujú často. Staršie škáry majú často nerovnomernú šírku a odštiepenia, do ktorých predtvarované tesnenie dobre nezapadne.

Kontrola letiska

Letiská s federálnym záväzkom musia najmenej raz ročne vykonať podrobnú kontrolu letiskových vozoviek pre program správy vozoviek. Prieskum PCI podľa ASTM D5340 môže tento interval predĺžiť na tri roky (AC 150/5380-7B). Poškodenie tesnenia škár je jedna z porúch, ktoré prieskum zaznamenáva. Pri prieskume dronom TarmacView dnes plánuje let a zachytáva fotografie vozovky. Detekcia trhlín a hodnotenie podľa ASTM D5340 sú vo vývoji.