STRESZCZENIE
Celem artykułu jest pokazanie sposobu utrzymania dróg betonowych, tak aby spełniały one założone parametry wy-trzymałościowe na projektowany okres ok. 30 lat. Ważną kwestią jest również to, by zdać sobie sprawę, że samo wybu-dowanie dróg nie wystarczy, trzeba cze-goś więcej. Stałe kontrole pomagają we właściwym utrzymaniu każdej drogi, po-nieważ szybka reakcja zmniejsza koszty napraw. Bierność w tej kwestii powoduje, że zniszczenia dróg pogłębiają się i za-miast wymienić małą część, trzeba na-prawiać całą drogę, a w związku z tym rośnie koszt naprawy.
ABSTRACT
The purpose of the article is to show how to maintain concrete roads so that they meet the strength parameters assumed for them for a design period of about 30 years. An important issue is also to realize and the construction of roads is not enough, you need something more.
Permanent checks help to keep all roads in the right way, because quick respon-se reduces repair costs. Passivity in this matter causes that the destruction of roads deepen and instead of replacing a small piece, you need to repair the who-le road and therefore the cost of repair increases.
zmniejszenie hałasu, poprawia kom-fort jazdy, zwiększa bezpieczeństwo, zmniejsza zużycie paliwa.
Przyjmuje się, że budowa dróg betono-wych w porównaniu z asfaltowymi jest droższa. Jednak sprawa może wyglądać inaczej, gdy uwzględni się trwałość dróg asfaltowych i koszty napraw.
W Polsce drogi betonowe projektuje się na ok. 30-letni okres eksploatacji. Po prawidłowym wykonaniu całej podbu-dowy drogi betonowe oddawane są do użytku. Ich nawierzchnie poddane są wówczas działaniom różnych czynników zewnętrznych, takich jak: temperatura (oddziałująca na poszczególne warstwy, a w szczególności na nawierzchnię), środki chemiczne stosowane w zimowym utrzymaniu dróg, obciążenia od pojaz-dów, działanie wody powierzchniowej i gruntowej.
W pierwszym roku eksploatacji prace związane z utrzymaniem ograniczają się do przeglądu ich stanu, sprawdzenia szczelin dylatacyjnych, jeśli występują ubytki – dokonuje się ich wypełnienia (aby zapewnić szczelność). W na-stępnych latach eksploatacji w pobliżu dylatacji mogą występować pęknięcia krawędzi płyt, po 10 latach
wykonu-je się pierwsze zabiegi poprawiające szorstkość nawierzchni, po 20–30 latach mogą się pojawić spękania siatkowe oraz pęknięcia narożne i pęknięcia na krawędziach płyt. Naprawia się je przez wzmocnienie nawierzchni lub przez wymianę nawierzchni na nową. Jeżeli na etapie wykonawstwa powstały błędy, wady oraz uszkodzenia nawierzchni betonowych ujawnią się wcześniej, niż zakładano.
Uszkodzenia powierzchniowe na-wierzchni wpływają znacząco na estety-kę, komfort jazdy i trwałość nawierzch-ni, jednak nie wpływają bezpośrednio na parametry mechaniczne płyt betonowych (np.: wytrzymałość na ściskanie, rozciąga-nie, skręcarozciąga-nie, docisk miejscowy, odpor-ność na oddziaływania dynamiczne). Do takich uszkodzeń należą:
► ubytki powstające w wyniku wyłuski-wania ziarna kruszywa z powierzchni betonu;
► odpryski ziarna kruszywa – małe zagłębienia w powierzchni betonu;
pojawiają się, gdy ziarna kruszywa grubego pęcznieją i odspajają się z fragmentami przyległej zaprawy;
► rdzawe plamy występujące w zbro-jonych płytach, w których wystąpiła korozja zbrojenia, po czym następuje odspajanie kawałków betonu;
► kratery powstające wskutek reakcji glinu z wodorotlenkiem wapnia;
► siatka spękań pojawiająca się na sku-tek drgań wywołanych ruchem, w tym ruchem technologicznym, który został wprowadzony, zanim beton osiągnął odpowiednią wytrzymałość;
► pęknięcia włoskowate będące efektem skurczu plastycznego (woda zbyt szybko odparowuje z powierzchni świeżego betonu i wywołuje rysy);
► ścieranie – koła pojazdów powodują ścieranie antypoślizgowej warstwy, czasami może dojść do koleinowania;
technologie
► złuszczanie – fragmenty zapraw i kru-szywa grubego odpadają z powierzch-ni płyt betonowych, a to powoduje osłabienie trwałości nawierzchni;
► odpryski betonu – pojedyncze frag-menty odrywają się od powierzchni płyty;
► niewystarczająca szorstkość po-wierzchni powodująca zmniejszenie przyczepności kół pojazdów do na-wierzchni, co w dużej mierze wpływa na bezpieczeństwo jazdy.
Natomiast do uszkodzeń strukturalnych – istotnie wpływających na geometrię i pracę betonowych elementów na-wierzchni – należą:
► klawiszowanie, występujące często przy konstrukcjach niedyblowanych;
w negatywny sposób wpływa na komfort jazdy; jeżeli osiągnie kilka centymetrów, może uszkodzić pojazd;
klawiszowanie powstaje np. w wyniku nierównego podparcia płyt;
► degradacja szczelin dylatacyjnych wynikająca zarówno z nadmiernego klawiszowania, jak i przemieszczania płyt w poziomie; powstają progi, usko-ki, nieciągłości;
► wysadzina – ze względu na zmianę podparcia dochodzi do pękania płyty lub klawiszowania; uszkodzenie wywo-łuje błędnie wykonana dylatacja;
► degradacja wgłębna (obniżenie wy-trzymałości materiału);
► rozwarstwienia, które powstają na sku-tek segregacji mieszanki betonowej;
► spękania przyszczelinowe – spękania szczeliny dylatacyjnej;
► pustki wewnętrzne – pęcherze powie-trza zamknięte w betonie.
Do oceny stanu nawierzchni stosuje się:
► Metody NDT; impact-echo, spektralna analiza fal powierzchniowych, emisja akustyczna.
► Ugięciomierz laserowy TSD – prze-prowadza się nim sieciowe badania nośności nawierzchni, a przede wszystkim lokalizuje miejsca o obniżo-nej trwałości.
► Metodę ultradźwiękową – do określe-nia wytrzymałości nawierzchni betono-wej na ściskanie.
Naprawy powierzchniowe polegają na:
► usunięciu uszkodzonego miejsca przez jego skucie lub wycięcie;
► dokładnym oczyszczeniu powierzchni, a następnie jej zagruntowaniu;
► wbudowaniu materiału naprawczego o pożądanych parametrach, takich jak wytrzymałość, przyczepność i barwa;
► wykończeniu powierzchni.
Może się zdarzyć, że wykonana na-wierzchnia nie osiągnęła odpowiedniej szorstkości, co jest wynikiem błędnego wykonania. Aby poprawić błędy, można zastosować: piaskowanie, gridding wodą (natrysk wody przy użyciu wysokiego ciśnienia), rowkowanie.
W przypadku osiadania może dojść do zmiany poziomów płyt. Gdy do nich dojdzie, trzeba wykonać podniesienie płyt z ich stabilizacją za pomocą iniekcji cementowej bądź spienionego poliu-retanu. W pierwszym etapie wierci się otwory technologiczne, po czym te otwory wypełnia się zaczynem cementowym lub spienionym poliuretanem. Aby zmini-malizować naprężenia, które mogą się przyczynić do pęknięcia płyt, iniekcję należy wykonać równomiernie. Następnie do wypełnienia otworów można użyć spe-cjalnych mas bądź żywic epoksydowych.
Dyblowanie pionowe poprawia współpra-cę oraz przenosi obciążenia płyt sąsiadu-jących. Dyblowanie poziome przywraca odpowiednią współpracę sąsiadujących płyt, a także ogranicza przemieszczanie pionowe płyt między sobą. Następnie wykonuje się frezowanie płyt w celu ich wyrównania w poziomie – następuje tu usunięcie części betonu. Można również wymienić płyty, jeżeli wcześniejsze me-tody nie przyniosły pożądanego efektu.
Płyty można wymienić w całości lub w części. Wymiana całych płyt składa się z następujących etapów:
► nacinanie piłą uszkodzonych płyt be-tonowych razem z dyblami i kotwami od wewnętrznej strony, trzeba jednak zaznaczyć bezpieczną strefę, by nie doszło do uszkodzeń w sąsiednich płytach;
► usuwanie mechanicznie uszkodzonej płyty, skuwając ją, także ręcznie gdy
usuwa się pozostały beton w strefie dylatacji;
► usuwanie wypełnienia szczelin dyla-tacyjnych oraz czyszczenie krawędzi sąsiednich płyt;
► wywiercanie nowych otworów na kotwy i dyble;
► ułożenie warstwy separacyjnej;
► wbudowanie, zagęszczenie oraz wy-równanie mieszanki betonowej;
► wykonanie teksturowania nowej części płyty w celu jej ujednolicenia;
► pielęgnowanie;
► odnowienie dylatacyjnych szczelin z ich wypełnieniem.
Podsumowując, możemy powiedzieć, że stała kontrola dróg betonowych, począwszy od etapu wykonania, pozwoli na utrzymanie ich w naprawdę dobrym stanie, zapewniając bezpieczeństwo uczestnikom ruchu. Często widać, że drogi o nawierzchni asfaltowej nie spełniają już dobrze swojej funkcji, jeżeli chodzi o przejazd tirów w dni o wysokich temperaturach powietrza, gdy dziennie nie przejeżdża po nich jeden tir, lecz tysiące. Dlatego też drogi betonowe są obecnie bardzo pożądane i powinny być budowane. Sama ich naprawa nie jest trudna i nie powinna być tak kosztowna jak wymiana nawierzchni asfaltowej.
Najważniejszą rzeczą w utrzymaniu dróg betonowych jest ich stała obserwacja i natychmiastowa reakcja, gdy dojdzie do niewielkich uszkodzeń. Pozwoli to na szybką naprawę i będzie można jej uży-wać przez projektowany okres 30 lat.
Bibliografia
1. W. Jackiewicz-Rek, K. Załęgowski, A. Garbacz, Specyfikacja napraw uszkodzeń nawierzchni betonowych, Konferencja „Awa-rie budowlane”, 2015.
2. Katalog typowych konstrukcji nawierzchni sztywnych, IBDiM, 2001.
3. www.izolacje.com.pl Nawierzchnie betonowe – uszkodzenia i naprawy. ◄
© Rafael Ben-Ari - stock.adobe.com