Čo je odštiepenie (spalling)?

Odštiepenie je rozpad betónovej dosky pri škáre, trhline alebo rohu. Zanecháva voľné úlomky betónu a nepravidelnú dutinu na povrchu. FAA ho hodnotí ako poruchu betónovej vozovky.

Definícia

Manuály opisujú definíciu podobne. FHWA nazýva odštiepenie „praskanie, lámanie, odlamovanie alebo rozrušovanie“ hrany dosky. Manuál PAVER a poradný obežník FAA AC 150/5380-6C ho nazývajú rozpadom hrany dosky. Zóna sa líši. Letiskové manuály počítajú odštiepenie do 2 stôp (0,6 m) od strany škáry. Manuál FHWA pre cesty ho počíta do 0,3 m.

Odštiepenie je chyba hrany, nie celej dosky. NCHRP uvádza, že odštiepenie pri škáre sa môže vyvinúť hlavne v hornej časti dosky, alebo v väčšej hĺbke. Hlboké odštiepenie vyžaduje inú opravu (pozri Oprava).

Typy odštiepenia

Manuál PAVER pre betónové letiská má dve poruchy odštiepenia.

• Odštiepenie pri škáre (porucha 74) je rozpad hrany dosky do 2 stôp (0,6 m) od strany škáry. Zvyčajne neprechádza zvisle celou doskou. So škárou zviera uhol. Trhlina v doske sa môže odštiepiť rovnakým spôsobom.
• Odštiepenie rohu (porucha 75) je odlupovanie alebo rozpad dosky do približne 2 stôp (0,6 m) od rohu. Odštiepenie klesá smerom nadol, aby sa spojilo so škárou.

Manuál FHWA pre diaľnice eviduje odštiepenie iba pri pozdĺžnych a priečnych škárach. Nemá samostatnú poruchu odštiepenia rohu. FAA AC 150/5320-6G zahŕňa obe letiskové formy do indexu štrukturálneho stavu (SCI).

Ako odlíšiť odštiepenie od podobných porúch

Každá z týchto porúch má vlastnú položku v manuáli PAVER a má inú príčinu a opravu.

• Zlom rohu. Zlom rohu je trhlina, ktorá prechádza zvisle celou hrúbkou dosky. Odštiepenie rohu klesá nadol. Uhol trhliny nie je pri nízkom stupni závažnosti často jasný. V takom prípade rozhoduje poloha. Trhlina, ktorá pretína obe škáry viac ako 2 stopy (600 mm) od rohu, je zlom rohu. Trhlina bližšie ako 2 stopy je odštiepenie, pokiaľ neoveríte, že trhlina je kolmá.
• Odlupovanie. Odštiepenie nie je odlupovanie. Odlupovanie je delaminácia alebo rozpad povrchu dosky. Môže sa vyskytnúť kdekoľvek na doske. FHWA ho udáva ako typicky hlboké 3 až 13 mm.
• Rozrušovanie. Rozrušená škára je škára, pri ktorej materiál pozdĺž škáry alebo trhliny už nie je na mieste. Pri odštiepení môže materiál chýbať, ale nemusí.
• Odlúpnutia (popouts). Odlúpnutie je malý kus, ktorý sa z povrchu uvoľní pôsobením mrazu a rozťažného kameniva. Má šírku 25 až 100 mm a hĺbku 13 až 50 mm.
• D-praskanie. D-praskanie je vzor trhlín rovnobežných so škárou, s tmavým zafarbením okolo jemných trhlín. Môže viesť k rozpadu betónu v pásme 1 až 2 stôp (0,3 až 0,6 m) od škáry. Je príčinou odštiepení, ale aj samostatnou poruchou.

Príčiny

Nadmerné napätie pri škáre alebo trhline spôsobuje odštiepenie pri škáre. Toto napätie vytvára viacero podmienok.

• Nestlačiteľný materiál v škáre. Pôda a hornina sa hromadia v škáre, keď je tesnenie poškodené. FHWA uvádza, že nestlačiteľný materiál bráni škáre sa zavrieť. Tlakové napätie potom môže spôsobiť odštiepenie pozdĺž plôch škáry. FAA AC 150/5380-6C a manuál PAVER uvádzajú to isté o poškodení tesnenia škár.
• Zaťaženie dopravou na slabom betóne. Slabý betón pri škáre, ktorý vznikol prepracovaním pri úprave povrchu, sa pod dopravou odštiepi.
• Spojovacie tyče. Nesprávne uložené spojovacie tyče, z chybného uloženia alebo chybnej prípravy, obmedzujú pohyb dosky a spôsobujú odštiepenie. FHWA pridáva koróziu spojovacích tyčí, kovových vložiek škár a výstuže, ktorá je príliš blízko povrchu.
• Trvanlivosť betónu. FHWA uvádza D-praskanie a alkalicko-kremičitú reakciu. Uvádza aj slabé zhutnenie pri škárach.
• Poškodenie pri stavbe a údržbe. NCHRP uvádza príliš skoré rezanie škár a poškodenie pri frézovaní za studena, brúsení alebo čistení škár.
• Snežné pluhy. AC 150/5380-6C uvádza poškodenie snežným pluhom. AC 150/5320-6G uvádza, že skosené škáry môžu pomôcť minimalizovať tenké odštiepky od poškodenia snežným pluhom.

Odštiepenie rohu má rovnaké príčiny ako odštiepenie pri škáre. AC 150/5380-6C uvádza, že sa môže objaviť skôr kvôli zvýšenej expozícii. FHWA uvádza, že odštiepenie sa môže vyskytnúť v akomkoľvek podnebí.

Závažnosť a počítanie

Manuál PAVER hodnotí odštiepenie pri škáre na tri stupne závažnosti. Hodnotenie závisí od dĺžky odštiepenia a od stavu úlomkov.

Pre odštiepenie kratšie ako 2 stopy (600 mm):

• Nízka: odštiepenie je rozbité na kúsky alebo rozdrobené. Potenciál FOD alebo poškodenia pneumatík je malý.
• Stredná: niektoré kúsky sú uvoľnené alebo chýbajú. Potenciál FOD alebo poškodenia pneumatík je značný.
• Manuál pre odštiepenie kratšie ako 2 stopy nedefinuje vysokú úroveň.

Pre odštiepenie dlhšie ako 2 stopy (600 mm):

• Nízka: odštiepenie je rozbité najviac na tri kusy nízko alebo stredne závažnými trhlinami, alebo je škára ľahko rozrušená. Potenciál FOD je malý alebo žiadny.
• Stredná: odštiepenie je rozbité na viac ako tri kusy svetlými alebo strednými trhlinami. Alternatívne je rozbité najviac na tri kusy a jedna alebo viac trhlín je závažných. Alternatívne je škára stredne rozrušená. Potenciál FOD je niektorý.
• Vysoká: odštiepenie je rozbité na viac ako tri kusy a jedna alebo viac trhlín je vysoko závažných, alebo je škára silne rozrušená. Potenciál FOD je vysoký.

Odštiepenie rohu má tiež tri úrovne.

• Nízka: odštiepenie je rozbité na jeden alebo dva kusy nízko závažnými trhlinami. Alternatívne ho vymedzuje jedna trhlina strednej závažnosti. Potenciál FOD je malý alebo žiadny.
• Stredná: odštiepenie je rozbité na dva alebo viac kusov trhlinami strednej závažnosti a niekoľko malých úlomkov je uvoľnených alebo chýba. Alternatívne ho vymedzuje jedna závažná rozdrobená trhlina. Alternatívne uvoľnený materiál znamená niektorý potenciál FOD.
• Vysoká: odštiepenie je rozbité na dva alebo viac kusov vysoko závažnými rozdrobenými trhlinami a úlomky sú uvoľnené alebo chýbajú. Alternatívne posunuté kusy predstavujú riziko poškodenia pneumatík. Alternatívne uvoľnený materiál znamená vysoký potenciál FOD.

Manuál počíta odštiepenie podľa dosky, nie podľa plochy. Doska s odštiepeniami na viacerých hranách sa počíta raz, pri najvyššej závažnosti. Dve susedné dosky, z ktorých každá má odštiepenie pri škáre, sa počítajú obe. Dva malé prípady sa nezaznamenávajú. Prvým je odštiepenie pri škáre, také malé, že sa vyplní pri oprave tesnenia škáry. Druhým je odštiepenie rohu užšie ako 3 palce (76 mm), ktoré má výplň z tesniaceho materiálu.

Manuál FHWA pre diaľnice postupuje inak. Hodnotí odštiepenie podľa šírky, meranej k líci škáry. Odštiepenie užšie ako 75 mm má nízku závažnosť. Odštiepenie so šírkou 75 až 150 mm je stredné. Odštiepenie širšie ako 150 mm, odštiepenie rozbité na dva alebo viac kusov, alebo odštiepenie s materiálom záplaty je vysoké. FHWA eviduje dĺžku pozdĺžnej škáry postihnutej na každom stupni a počíta len odštiepenia dlhšie ako 0,1 m. Pri priečnych škárach eviduje počet postihnutých škár.

Prieskum PCI postupuje podľa ASTM D5340, ako vyžaduje AC 150/5380-6C. FAA AC 150/5320-6G počíta odštiepenie pri škárach a odštiepenie rohov na všetkých stupňoch závažnosti ako dve z piatich porúch v SCI.

Prečo je to dôležité na letisku

Odštiepenie uvoľní betón na vozovku. FAA AC 150/5380-6C uvádza, že porucha vozovky môže vytvárať voľný materiál, ktorý môže zasiahnuť vrtule lietadiel alebo byť nasatý do prúdových motorov. Všetky kontroly vozovky majú riešiť tento FOD. Hodnotenia PAVER to zohľadňujú, pretože potenciál FOD a riziko poškodenia pneumatík určujú závažnosť.

EASA uvádza chátrajúcu vozovku, z ktorej sa odlamujú úlomky betónu, ako zdroj FOD. Jej usmernenie pre kontroly pohybovej plochy hovorí, aby sa hľadali známky poškodenia vozovky. Patrí sem praskanie a odštiepenie betónu. Kontrolór sa pozerá aj na stav tesnenia škár.

Oprava

Voľbu opravy určuje hĺbka a príčina odštiepenia.

Tabuľka 6-2 v AC 150/5380-6C uvádza dva postupy pri odštiepení pri škáre. Prvým je odstránenie voľného materiálu, doplnenie schváleným produktom a znovu utesnenie. Druhým je čiastočná oprava hĺbky. AC 150/5320-6G uvádza, že včasná čiastočná oprava odštiepenia predlžuje funkčnú životnosť tuhej vozovky. Hovorí to isté o včasnom utesnení škár, ktoré udržiava vodu a nestlačiteľný materiál mimo.

Čiastočná oprava hĺbky je vhodná pre plytké odštiepenie. FHWA uvádza hranicu. Odštiepenie hlbšie ako horná tretina dosky, spôsobené nesprávne uloženými spojovacími tyčami alebo výraznou D-trhlinou, sa nemá opravovať čiastočnou opravou hĺbky. Oprava pravdepodobne zlyhá. FHWA odporúča vyvŕtať reprezentatívne škáry jadrovou vzorkou, aby sa zistila hĺbka poškodenia. Pavement Interactive uvádza limit šírky. Odštiepenie, ktoré sa rozširuje viac ako asi 75 mm (3 palce) od líca trhliny, môže dosiahnuť dno škáry. Potrebuje plnohrúbkovú záplatu.

Čiastočná oprava hĺbky podľa prílohy A8 poradného obežníka AC 150/5380-6C má tieto kroky:

1. Vyznačte hranice oblasti odštiepenia.
2. Prerežte zvislé rezy hlboké najmenej 2 palce (5 cm) a asi 3 palce (8 cm) za odštiepením.
3. Odstráňte všetok nezdravý betón a najmenej 1/2 palca (13 mm) zdravého betónu medzi rezom a škárou.
4. Vyčistite oblasť a vytvorte novú nádržku na tesniaci materiál škáry.
5. Vložte záplatu, upravte ju a nechajte vytvrdnúť.
6. Utesnite škáru.

Betón neukladajte, pokiaľ teplota vzduchu nie je aspoň 40 °F (4 °C) a stúpa. Dve opravované oblasti, ktoré sú od seba bližšie ako 1,5 stopy (45 cm), spojte do jednej.

Tam, kde bude betón prekrytý asfaltovým povlakom, položka P-101-3.4 poradného obežníka AC 150/5370-10H umožňuje asfaltovú opravu. Pracovníci vyrežú pílou 2 palce (50 mm) za odštiepením a 2 palce do hĺbky. Asfalt sa ukladá vo vrstvách najviac 4 palce (100 mm). Položka obmedzuje asfaltovú opravu betónu na hĺbky menšie ako jedna tretina hrúbky dosky.