Čo je odlupovanie v betónových vozovkách?
Odlupovanie je strata hornej vrstvy betónovej dosky vozovky, zvyčajne do hĺbky 3 až 13 mm. Môže sa vyskytnúť kdekoľvek na doske. Metodika FHWA Long-Term Pavement Performance (LTPP) ho kóduje ako poruchu 8b na betónovej vozovke so škárami a ako poruchu 4b na plynule vystuženej betónovej vozovke. Manuál FAA PAVER pre betónové letiská ho kóduje ako poruchu 70.
Slovo má rovnaký význam na ceste, parkovisku alebo letiskovej vozovke. Tuhá vozovka je zvyčajne betónová vozovka. PAVER opisuje odlupovanie ako delaminovanie alebo rozpad povrchu dosky do hĺbky poruchy.
Ako to vyzerá
Odlupovanie zanecháva drsný, jamkovitý povrch. FHWA opisuje odlupovanie od posypových látok ako rozpad najvrchnejšej vrstvy cementovej kaše. Zostáva vrstva práškovej kaše, uvoľnené kamenivo alebo kamenivo bez kaše. Pluhovanie alebo iná práca môže odstrániť túto uvoľnenú vrstvu. Potom je viditeľný iba odlupovaný povrch.
FHWA dodáva, že odlupovanie môže postupovať, takže nové vrstvy kaše sa strácajú v ďalších cykloch. Vo veľa prípadoch zostane odlupovanie v najvrchnejšej vrstve počas jednej zimy a v ďalších zimách nepostupuje.
Príčiny
Manuál PAVER uvádza príčiny v troch skupinách.
- Chyby pri výstavbe: nadmerné zahladzovanie povrchu, voda pridaná na povrch počas úpravy, nedostatočné ošetrovanie a opravy čerstvého betónu maltou. Zvyčajne postihujú časť jednej dosky.
- Chyby materiálu: nedostatočné prevzdušnenie pre danú klímu. Zvyčajne postihujú viacero dosiek z tých istých dávok betónu.
- Vplyvy prostredia: betón, ktorý zamrzne, kým je ešte slabý, a tepelné cykly od niektorých lietadiel. Zamŕzanie postihuje veľkú plochu. Tepelné vplyvy postihujú izolované plochy.
FAA AC 150/5380-6C uvádza tie isté dve hlavné príčiny v krátkej podobe. Povrch oslabený nesprávnym ošetrovaním alebo zahladzovaním, ktorý potom prejde cyklami zamŕzania a rozmŕzania, môže odlupovať. Crazing, sieť plytkých vlasových trhlín, môže viesť k odlupovaniu.
Odlupovanie od posypových látok
FHWA označuje odlupovanie od posypových látok ako formu poškodenia zamŕzaním a rozmŕzaním, ktorá zostáva na povrchu dosky. Najnovší výskum ukazuje, že povrchová vrstva kaše sa od dosky oddeľuje. Príčinou je ťahová sila v tejto vrstve. Túto silu vytvára rozpínanie ľadovej vrstvy na povrchu betónu. Sila je najvyššia, keď roztok, ktorý na povrchu zamŕza, obsahuje približne 3 % soli. Druh soli nie je rozhodujúci.
Dobre prevzdušnená pasta odolá odlupovaniu od posypových látok. FHWA preto spája odlupovanie s úpravou povrchu:
- Zahladzovanie, kým sa vytlačená voda ešte zdvihá, môže uväzniť vodu tesne pod povrchom. Keď voda zamrzne, môže nasledovať odlupovanie alebo odštiepovanie.
- Zahladzovanie, keď je vytlačená voda prítomná, vtlačí vodu do povrchu. Tým sa na povrchu zvýši pomer vody k cementovým zložkám a vzniká slabšia pasta.
- Prepracovanie povrchu odstráni napovietrenie blízko povrchu. FHWA označuje túto stratu vzduchu za bežnú príčinu odlupovania.
Prevzdušnenie je súčasť predpisu o zložení zmesi. FAA AC 150/5370-10H, položka P-501, odporúča vyšší obsah vzduchu s rastúcou náročnosťou expozície. Pri maximálnom kamenive 3/4 palca odporúča 3,5 percenta pre miernu expozíciu, 5,0 percenta pre strednú expozíciu a 6,0 percenta pre silnú expozíciu. Silná expozícia zahŕňa betón, ktorý je vystavený posypovým chemikáliám. Stránka o poškodení zamŕzaním a rozmŕzaním podrobne vysvetľuje mechanizmus vzduchových dutín.
Podobné poruchy
| Porucha | Čím sa líši od odlupovania |
|---|---|
| Map cracking | LTPP 8a. Séria trhlín, ktoré siahajú len do hornej vrstvy povrchu. AC 150/5380-6C uvádza, že môže viesť k odlupovaniu. LTPP zahŕňa praskanie typické pre alkalicko-kremičitú reaktivitu. |
| Crazing | Sieť plytkých vlasových trhlín. PAVER hodnotí odlupovanie nízkej závažnosti ako crazing a počíta ho, iba ak sa očakáva ďalšie odlupovanie do 2 až 3 rokov. |
| Popout | PAVER porucha 68. Jeden malý kúsok, 25 až 100 mm v priemere a 13 až 50 mm do hĺbky, ktorý sa odlomí pôsobením zamŕzania a rozmŕzania na expanzívnom kamenive. |
| D-cracking | PAVER porucha 64. Jemné trhliny rovnobežné so škárou s tmavým sfarbením okolo nich. Môže viesť k rozpadu vo vzdialenosti 0,3 až 0,6 m od škáry. |
| Odštiepovanie hrán škár | PAVER porucha 74. Rozpad hrany platne do 2 stôp (0,6 m) od škáry. Zvyčajne neprechádza celou doskou a so škárou sa stretáva pod uhlom. |
| Chemické poškodenie od posypových látok | Novší typ poškodenia, ktorý opisuje FHWA. Začína a šíri sa pri škárach. Často sa najskôr prejaví stmavnutím betónu vedľa škáry. |
Závažnosť v PAVER
| Závažnosť | Čo vidí inšpektor |
|---|---|
| Nízka | Minimálna strata cementovej kaše na povrchu. Bez potenciálu FOD. |
| Stredná | Určitý potenciál FOD. Voľné úlomky malty, odhalené bočné časti hrubého kameniva (menej než štvrtina jeho šírky) alebo uvoľňujúce sa hrubé kamenivo. |
| Vysoká | Betón nízkej trvanlivosti, ktorý stále uvoľňuje materiál. Na okraji odlupovanej plochy je vidieť vrstvu povrchovej malty a bežné zametanie FOD nezastaví. |
PAVER uvádza, že zametanie odstráni FOD, ale betón sa bude odlupovať, kým nezmizne postihnutá hĺbka.
Ako sa počíta
Pri prieskume PAVER inšpektor počíta odlupovanú dosku ako jednu dosku. Ak doska vykazuje dve závažnosti, počíta sa vyššia. Ak inšpektor na doske počíta D-cracking alebo alkalicko-kremičitú reakciu, odlupovanie sa nezapočíta. Ak na odlupovanej ploche leží záplata, počíta sa len odlupovanie. Odlupovanie nízkej závažnosti sa počíta len vtedy, ak inšpektor očakáva ďalšie odlupovanie do 2 až 3 rokov.
Metodika LTPP pre odlupovanie závažnosť neeviduje. Eviduje počet výskytov a dotknuté štvorcové metre.
Ako sa testuje odolnosť voči odlupovaniu
ASTM C672 testuje odolnosť povrchu betónu voči odlupovaniu pri zamŕzaní a rozmŕzaní s posypovými chemikáliami. Hodnotí sa vizuálnou kontrolou. Príručka kurzu FHWA popisuje metódu:
- Laboratórium prekryje povrch 6 mm roztoku chloridu vápenatého, 4 g na 100 mL vody.
- Každý cyklus zamrazí vzorku na 16 až 18 hodín a potom ju rozmrazí na vzduchu 6 až 8 hodín.
- Po každých piatich cykloch laboratórium povrch vypláchne, preskúma a vymení roztok.
- Skúška zvyčajne trvá približne 50 cyklov alebo viac, kým sa povrch dá vyhodnotiť.
Skúška ukazuje vplyv pomerov zmesi, úpravy povrchu a ošetrovania na odolnosť voči odlupovaniu. Pre všeobecnú odolnosť betónu voči zamŕzaniu pozri ASTM C666 na stránke o poškodení zamŕzaním a rozmŕzaním.
Ako predchádzať odlupovaniu
FHWA dáva tieto pokyny pre betónovú vozovku so škárami.
- Systém vzduchových dutín. Pridajte prísadu na napovietrenie, ktorá vytvára ochranný systém vzduchových dutín. Pri vystavení posypovým látkam FHWA uvádza podľa ACI 6 ± 1,5 % celkového vzduchu a pomer w/cm nižší ako 0,45.
- Zmes. Použite minimálny obsah cementu 335 kg/m³ a pomer w/c 0,45 alebo menej. Položka P-501 FAA stanovuje pomer vody k cementovým zložkám medzi 0,38 a 0,45.
- Zahladzovanie. Zahlaďte až po tom, čo sa vytlačená voda zdvihla a odišla. Povrch neprepracúvajte.
- Ošetrovanie. Betón riadne ošetrujte. Ideálne by sa mal ošetrovať 28 dní a potom ďalších 28 dní schnúť, kým zamrzne. S popolčekom (fly ash) alebo struskovým cementom FHWA navrhuje 56 dní ošetrovania.
- Posypové látky. Zabezpečte minimálne 30-dňové vysušenie po ošetrovaní, kým sa posypové látky dostanú na povrch. Na mladý betón používajte posypové látky striedmo, najmä v prvom roku.
- Impregnácie. Penetračné impregnácie, ako silán a siloxán, pomáhajú znížiť vnikanie vody, ak sa správne aplikujú.
- Škáry. Funkčné tesnenie škár udrží vodu a roztok posypovej látky mimo dosky. Poškodené tesnenie pustí roztok dnu a zvýši nasýtenie betónu pri škáre.
Položka P-501 tiež stanovuje 7-dňové ošetrovanie letiskového betónu.
Oprava a úprava
Výber závisí od toho, ako hlboko poškodenie siaha. Pokyny FHWA pre poruchy spojené s materiálmi uvádzajú tieto možnosti.
- Diamantové brúsenie. Odstráni tenkú vrstvu betónu. Povrchové odlupovanie je dobrý kandidát. Brúsenie len kúpi čas, pretože nerieši príčinu a nový povrch sa zhorší. Nepoužívajte ho pri hlbšom poškodení.
- Čiastočná oprava hĺbky. Odlupovanie a zhoršenie od posypových látok sú kandidáti, keď poškodenie zostáva v hornej tretine dosky. Pri hlbšom poškodení sa neodporúča.
- Povrchová impregnácia. Pri odlupovaní od soli FHWA navrhuje brúsenie a potom povrchovú impregnáciu. Impregnácia rieši aj rozšírené zhoršenie.
- Úplná oprava hĺbky, prekryv alebo výmena dosky. FHWA uvádza tieto možnosti spolu s čiastočnou opravou a brúsením ako možné rehabilitačné opatrenia pri odlupovaní od posypových látok.
FAA AC 150/5380-6C uvádza, že betónová oprava tenšia ako 2 palce (5 cm) sa na letiskovej vozovke zvyčajne rýchlo zhorší. Zametanie odstráni FOD z odlupovaného betónu, ale nezastaví odlupovanie.
Na letisku
Odlupovanie je na letisku dôležité, pretože uvoľnený materiál je FOD. Preto PAVER hodnotí každú závažnosť podľa jej potenciálu FOD. ICAO Annex 14 zväzok I, odsek 10.2.1, ako štandard vyžaduje, aby letiská pravidelne kontrolovali a monitorovali povrchy pohybovej plochy. Povrchy sa kontrolujú ako súčasť programu údržby, ktorý zabraňuje FOD a odstraňuje ho.
Odlupovanie je tiež súčasťou inventára porúch, z ktorého sa počíta index stavu vozovky (PCI) podľa ASTM D5340. FAA AC 150/5380-6C uvádza, že PCI určuje ASTM D5340. TarmacView plánuje lety na prieskum vozovky a snímky zhotovuje už dnes. Detekcia trhlín a hodnotenie podľa ASTM D5340 sú vo vývoji a ponúkajú sa ako skorý prístup.
Často kladené otázky
- Čo je odlupovanie na betónovej vozovke?
- Odlupovanie je strata hornej vrstvy betónovej dosky. Metodika FHWA Long-Term Pavement Performance (LTPP) uvádza hĺbku zvyčajne 3 až 13 mm. Môže sa vyskytnúť kdekoľvek na vozovke. Manuál FAA PAVER ho eviduje ako poruchu 70.
- Čo spôsobuje odlupovanie?
- Odlupovanie spôsobujú chyby pri výstavbe, chyby materiálu a počasie. Manuál PAVER uvádza nadmerné zahladzovanie povrchu, vodu pridanú na povrch počas úpravy, nedostatočné ošetrovanie betónu a nedostatočné prevzdušnenie pre danú klímu. Betón, ktorý zamrzne, kým je ešte slabý, sa tiež odlupuje.
- Čo je odlupovanie od posypových látok?
- Odlupovanie od posypových látok je forma poškodenia zamŕzaním a rozmŕzaním, ktorá zostáva na povrchu dosky. FHWA vysvetľuje, že vrstva ľadu na povrchu sa rozpína a odťahuje z dosky hornú vrstvu pasty. Sila ľadu je najvyššia, keď roztok obsahuje približne 3 % soli.
- Ako sa odlupovanie hodnotí v prieskume vozovky?
- Manuál PAVER hodnotí odlupovanie ako nízke, stredné alebo vysoké podľa potenciálu FOD. Nízka závažnosť je minimálna strata povrchovej kaše bez potenciálu FOD. Vysoká závažnosť je betón nízkej trvanlivosti, ktorý stále uvoľňuje materiál, a zametanie FOD nezastaví. Metodika LTPP úrovne závažnosti neuvádza.
- Je odlupovanie nebezpečenstvom FOD?
- Áno, keď povrch uvoľňuje voľný materiál. PAVER hodnotí odlupovanie nízkej závažnosti ako bez potenciálu FOD a odlupovanie strednej závažnosti ako s určitým potenciálom FOD. Odlupovanie vysokej závažnosti je trvalým nebezpečenstvom FOD, ktoré bežné zametanie neodstráni.
- Ako sa opravuje odlupovaný betón?
- Postup závisí od hĺbky poškodenia. FHWA uvádza, že diamantové brúsenie sa hodí na povrchové odlupovanie a čiastočná oprava hĺbky na poškodenie v hornej tretine dosky. Hlbšie poškodenie potrebuje úplnú opravu hĺbky, prekryv alebo výmenu dosky. Tieto opravy neodstránia príčinu, takže nový povrch sa môže znova odlupovať.
- Ako sa predchádza odlupovaniu betónovej vozovky?
- Použite prevzdušnený betón s nízkym pomerom vody k cementovým zložkám a správne ho zahlaďte a ošetrujte. FHWA uvádza minimálny obsah cementu 335 kg/m³ a pomer vody k cementovým zložkám 0,45 alebo menej. Tiež odporúča minimálne 30-dňové vysušenie po ošetrovaní, kým sa na povrch dostanú posypové látky.
- Ako sa odlupovanie líši od popoutu alebo D-cracking?
- Odlupovanie zasahuje súvislú plochu povrchu. Popout (vyhodené zrno) je jeden malý kúsok s rozmermi 25 až 100 mm a hĺbkou 13 až 50 mm, ktorý sa z povrchu odlomí. D-cracking je vzor jemných trhlín rovnobežných so škárou. Môže viesť k rozpadu vo vzdialenosti 0,3 až 0,6 m od škáry.
Referencie
- faa-paver-concrete
- Concrete Surfaced Airfields, PAVER Distress Identification Manual US Army Engineer Research and Development Center (ERDC-CERL), for the US Air Force, June 2009
- fhwa-ltpp-dim
- Distress Identification Manual for the Long-Term Pavement Performance Program (FHWA-HRT-13-092, revised May 2014) Federal Highway Administration
- fhwa-hif-15-018
- Materials-Related Distress: Hardened Cement Paste, Best Practices for Jointed Concrete Pavements (FHWA-HIF-15-018) Federal Highway Administration, Tech Brief, June 2015
- fhwa-hif-17-008
- Chemical Deicers and Concrete Pavement: Impacts and Mitigation (FHWA-HIF-17-008) Federal Highway Administration, Tech Brief, March 2018
- fhwa-rd-01-163
- Guidelines for Detection, Analysis, and Treatment of Materials-Related Distress in Concrete Pavements, Chapter 3 (FHWA-RD-01-163) Federal Highway Administration, March 2002 (archived)
- fhwa-hmec-module-g
- Testing Hardened Concrete, Participant Workbook, Laboratory Manual (Module G) FHWA, Highway Materials Engineering Course
- faa-ac-150-5380-6c
- AC 150/5380-6C, Guidelines and Procedures for Maintenance of Airport Pavements FAA
- faa-ac-150-5370-10h
- AC 150/5370-10H, Standard Specifications for Construction of Airports FAA
Toto je referenčný záznam. TarmacView poskytuje služby dronovej inšpekcie a nepredáva vybavenie ani materiály opísané v tomto slovníku.
