Nedestruktivní průzkum poruch vozovkového souvrství na mostech s betonovou mostovkou a hydroizolační vrstvou z asfaltových pásů

• Foto

ÚVOD
Životnost nosné konstrukce mostu je ovlivňována izolační vrstvou. Izolační vrstva je společně s primární vrstvou a ochrannou vrstvou součástí izolačního systému betonové mostovky. Jestliže se dříve mostní konstrukce prováděly bez izolací, dnes je provedení izolačního systému mostovky (ISM) nutností z hlediska legislativy [1]. Skladba vozovky, jejíž součástí je izolační systém, na mostě dle ČSN 736242:2010 [1] a ČSN EN 14695:2010 [2] je na obr. 1.

V současné době se bohužel často vyskytují poruchy na těchto ISM. Poruchy se mohou prakticky objevit mezi všemi vrstvami, které tvoří vozovku – tedy mezi mostovkou, primární vrstvou, izolační vrstvou, ochrannou vrstvou a ložnou vrstvou. Podrobněji např. [3], [4], [5]. Společným projevem je pak vytvoření boule na obrusné, a nebo ložné vrstvě. viz obr. 2.

PRŮZKUM PORUCH VOZOVKOVÉHO SOUVRSTVÍ
Průzkum poruch je součástí diagnostického průzkumu vozovky. Diagnostikou mostních konstrukcí se sice zabývá několik dokumentů [6], [7], [8]. Ale není zpracována žádná podrobnější metodika, jak v uvádí v Úvodu TP 72 [6], „…Nejsou zde popsány detailní postupy pro jednotlivé zkušební metody, pouze jejich použití a výklad“.

Diagnostickými metodami u pozemních komunikací se zabývá projekt CESTI v pracovním balíčku WP6 [9]. V rámci řešení projektu CESTI jsou řešeny nové a progresivní diagnostické metody jako diagnostika radarem, laserové skenování, termografie a vysokorychlostní reflektograf [10].

Průzkum poruch vozovkového souvrství se provádí ve dvou stupních. V první fázi se provádí předběžný průzkum a poté se provádí podrobný průzkum. Předběžný průzkum poruch se provádí pomocí nedestruktivních zkoušek. Podrobný průzkum pak pomocí destruktivních zkoušek.

Níže uvedené metody průzkumu poruch mostů jsou součástí předběžného průzkumu a mají za úkol zjistit duté nebo odtržené (nesoudržné) části v konstrukci. Jsou přiblíženy dvě základní metody, které jsou ekonomicky méně nákladné a jednoduché. Jedná se o metodu akustického trasování a termografii.

METODA AKUSTICKÉHO TRASOVÁNÍ (OKLEPÁVÁNÍ)
Metoda akustického trasování je nejčastější a nejběžnější metoda zjišťování dutých, a nebo odtržených míst v konstrukci. Jedná se o velmi jednoduchou metodu nenáročnou na vybavení. Pro tuto zkoušku se používá jednoduchá pomůcka v podobě ocelové kuličky, která je uchycena na tyči, viz obr. 3. Dobře může ale posloužit i obyčejné kladívko. Princip spočívá v tažení ocelové koule po povrchu mostovky. Na základě akustické odezvy od tažené kuličky, která může být zvonivá, dunivá, a nebo křaplavá, se identifikují dutá nebo odtržená místa v konstrukci. Místa potenciálních poruch je vhodné barevně označit například barevným sprejem.

Výhodou této metody je jednoduché zařízení a relativně spolehlivé stanovení místa poruch. Nevýhodou je nutnost projít celý objekt a na stavbě nesmí být velký hluk, aby bylo možno identifikovat správnou odezvu.

TERMOGRAFIE
Termografie je další z nedestruktivních metod, při které je měřena povrchová teplota mostu pomocí infračervené kamery. Jedná se o poměrně novou metodu, která u nás teprve začíná nacházet své uplatnění, přestože v zahraničí je již používána, např. [11]. V našich podmínkách se s ní setkáváme především při zjišťování tepelných mostů u budov. Výhodou u mostních komunikací proti budovám je především přibližně stejná emisivita povrchu a celá osvícená plocha. V podmínkách pozemních komunikací se s touto metodou setkáváme až v poslední době [4], [12], [13].

Pomocí infračervené kamery je možné zjistit trhliny ve vozovce, přítomnost vody a delaminaci jednotlivých vrstev – boule. Principem měření je, že dutá místa mají jinou teplotu, než místa přilnutá. Tuto metodu je možné využít v době, kdy je dostatečný rozdíl mezi povrchovou teplotou míst nedelaminovaných (přilnutých) a míst delaminovaných – dutých, tedy během dopoledne, kdy se dutá místa ohřejí osvitem slunečními paprsky rychleji než místa přilnutá, nebo naopak večer, kdy dutá místa chladnou rychleji než místa přilnutá.

Zásadou pro měření je, že se nesmí měřit v době slunečního svitu (posouvá naměřené hodnoty) a povrch by měl mít přibližně stejnou emisivitu, jinak je nutný větší teplotní rozdíl.

Výhodou této metody je, že a se měření může provádět i za velkého hluku. Nevýhodou je, stejně jako u akustické metody, nutnost projít celý objekt a krátký časový úsek, kdy je možné měřit. Rozsáhlejší objekt je tak třeba měřit opakovaně na několikráte.

Místa potenciálních poruch je opět vhodné barevně označit například barevným sprejem.

POROVNÁNÍ VÝSLEDKŮ AKUSTICKÉ TRASOVACÍ METODY A TERMOGRAFIE
Na vybraném objektu byl proveden průzkum oběma metodami. Vzhledem k rozsahu objektu bylo měření pomocí infračervené kamery prováděno jak v ranních, tak ve večerních hodinách. Termograf ranního měření viz obr. 5a, večerního měření viz obr. 6a. Při průzkumu byl použit běžně používaný typ infračervené kamery. Během dne byla provedena akustická trasovací metoda. Výsledky obou metod se téměř nelišily, př. viz obr 7.

Díky použití infračervené kameře došlo k doplnění o další místa, nárůst představoval cca 20 %. Jednalo se především delaminovaná místa menšího rozsahu. Během průzkumu se objevily i další místa, ale ty vzhledem ke své povaze nebyly zaznamenány jako potenciální delaminovaná místa (bubliny). Pro každou z metod byla pro označení míst poruchy použita různá barva sprejů.

Následný destruktivní průzkum a oprava mostovky ukázaly ještě na další místa poruch, která ani jedna z metod nezachytila. Jednalo se o delaminovaná místa pod hydroizolační vrstvou v místech vyrovnávek betonové mostovky.

ZÁVĚR
Výsledky měření jednoznačně ukázaly, že je vhodné metody kombinovat a spojit tak přednosti obou metod. Metoda termografie výrazně zpřesňuje klasickou akustickou metodu a je vhodné ji i nadále používat při nedestruktivním průzkumu vozovek na mostech. Mostní konstrukce je díky své skladbě a umístění pro tento způsob měření velmi vhodná.

REFERENCES:
[1] ČSN 736242:2010. Navrhování a provádění vozovek na mostech pozemních komunikací. Praha: Ústav pro technickou normalizaci, metrologii a zkušebnictví. 2010-04-01. Třídící znak 736242.
[2] ČSN EN 14695:2010. Hydroizolační pásy a fólie – Asfaltové pásy pro hydroizolaci betonových mostovek a ostatních pojížděných betonových ploch – Definice a charakteristiky. Praha: Ústav pro technickou normalizaci, metrologii a zkušebnictví. 2010-05-01. Třídící znak 727605.
[3] Plachý, J., Horský, J.: Zkoumání vazeb mezi betonem, pečetící vrstvou a pásy na betonových mostovkách. In Hydroizolace a vozovky na mostech: sborník příspěvků. 1. vyd. Brno: Novopress s. r. o., 2012. s. 44 – 49, 6 s. ISBN 978-80-87342-16-9.
[4] Horský, J.: Destruktivní a nedestruktivní průzkum poruch vozovkového souvrství na mostech. Hydroizolace a vozovky na mostech: sborník příspěvků. 1. vyd. Brno: Novopress s. r. o., 2014. s. 5 – 9, 5s. ISBN 978-80-87342-18-3.
[5] Plachý, J. Horský, J.: Poruchy izolačního souvrství betonových mostovek s pečetící vrstvou na bázi epoxidových pryskyřic a hydroizolační vrstvou z asfaltových pásů. Silnice a železnice. 1/2015 str. 2 – 22, ISSN 1801-822X.
[6] TP 72 Diagnostický průzkum mostů PK. Praha: Ministerstvo dopravy 2008.
[7] ČSN 736221:2011. Prohlídky mostů pozemních komunikací. Praha: Ústav pro technickou normalizaci, metrologii a zkušebnictví. 2011-04-01. Třídící znak 736221.
[8] TKP 31 Opravy betonových konstrukcí. Praha: Ministerstvo dopravy 2009.
[9] CESTI. Dostupné z http://www.cesti.cz/index.php?page=str_vyz_ag. Citace 1. 9. 2015.
[10] Stryk, J.: WP6: Bezpečnost, spolehlivost a diagnostika konstrukcí. Silnice a železnice. 5/2014, ISSN 1801-822X. Dostupné http://www.silnice-zeleznice.cz/clanek/wp6-bezpecnost-spolehlivost-adiagnostika-konstrukci/. Citace 1. 9. 2015. 
[11] Saarenketo, T.: Užití georadaru, termální kamery a technologie laserového skenování při diagnostice pozemních komunikací. Konceference asfaltové vozovky 2011. Dostupné z http://www.asfaltove-vozovky.cz/av2011/data/tema1_david.pdf. Citace 1. 9. 2015.
[12] Databáze nových a progresivních diagnostických metod se vzorovými příklady jejich uplatnění. Dostupné z http://www.cesti.cz/technicke_listy/tl2014/2014_WP6_TL6_1_1.pdf 
[13] Janků, M., Stryk, J. Možnosti využití termografické metody při diagnostice objektůdopravní infrastruktury Silniční obzor, prosinec 2014, roč. 75, č. 12, s. 331 – 334.

Non-destructive Survey of Road Pavement FaultsOccurring on Bridges having a Concrete Bridge Deck and a Waterproofing Layer of Asphalt Strips
This contribution deals with a part of a diagnostic road pavement survey, particularly with the non-destructive identification of faultsoccurring on the concrete bridge decks insulated with asphalt strips. It outlines the individual survey methods possible to be carried out, to be mutually compared and it presents the alternatives of their combination illustrated by a practical example.

Autoři

• Ing. Plachý Jan Ph.D.
• Ing. Horský Jan