Příčiny a predikce poruch mostních vozovek a izolací mostů

• Foto

Základním požadavkem a zájmem objednatele v rámci výstavby mostních vozovek a izolací mostů je (v souladu s platnými předpisy a požadavky smlouvy) zajištění životnosti těchto technologicky náročných skladebných prvků mostního objektu.

Aby mohla být životnost zajištěna, je třeba splnit základní požadavky na kvalitu návrhu odvodnění povrchu mostovky, kvalitu provedení podkladu pod izolaci, kvalitu izolací a kvalitu následné realizace vozovek. Je samozřejmostí, že práce musí být plánovány a uskutečňovány ve vhodném klimatickém období a nikoliv tak, jak je bohužel běžně zvykem – v období zimních měsíců.

Příprava povrchu mostovky
Pro správnou funkci celého hydroizolačního systému a vozovkového souvrství je důležitá příprava povrchu mostovky, dosažené rozměrové a výškové odchylky povrchu mostovky, mechanické a další předepsané vlastnosti podle ČSN 73 6242 Navrhování a provádění vozovek na mostech pozemních komunikací.

Při betonáži nebo svařování mostovky musí být rozměrové odchylky celé nosné konstrukce známy a musí jim být podřízena technologie provádění mostního objektu. Není možné v rámci povolených výškových odchylek provádět u betonových mostů frézování betonového povrchu (z důvodu oslabení krycí vrstvy betonářské výztuže). Vznik nepřípustných trhlin na povrchu betonu není akceptovatelný z dlouhodobého hlediska životnosti (i když je velmi obvyklý). Velmi častá je také vysoká pórovitost betonu s rozšířenými póry k povrchu betonu nebo také znečištění betonu kousky dřeva z betonáren.

V případě výškových nerovností je běžné provádět vyrovnání povrchu mostovky sanačními maltami, v rozsahu až do 100 mm tloušťky sanací, a to i u novostaveb mostů.

V případě ocelových mostovek je třeba věnovat pozornost zejména výškovým odchylkám (lomům), v místě příčných a podélných svarů, které s ohledem na deformace od svařování mohou činit až několik centimetrů. V těchto místech se potom shromažďuje voda v kalužích. Vytváření vyrovnávek stěrkami na bázi epoxidových vyrovnávek plněných pískem je nepřijatelné, přestože je na našich stavbách velmi časté.

Norma ČSN 73 6242 uvádí minimální výsledný sklon v jakémkoliv místě 0,5 %, ale tato hodnota nezajišťuje, že voda odtéká. To je zajištěno tím, že voda musí být s povrchu mostovky vždy svedena. Kontrola rovnosti povrchu se provádí dvoumetrovou latí a odchylka nesmí být větší než 8 mm. Současně platí, že rozdíl nivelety oproti projektu je maximálně ±20 mm. V případě maximální chyby je potom celková odchylka 40 mm, kterou je třeba vyrovnat. To se realizuje většinou v ochranné vrstvě izolace.

Povrch mostovky by měl být před realizací izolací zaměřen a vyhodnocen, doporučuje se formou digitálního modelu terénu, viz obr. 1. Po zaměření a vyhodnocení je zřejmé, kde je riziko pokládky vozovkových vrstev (nerovnoměrná tloušťka jednotlivých vrstev) a kde se bude zdržovat voda na povrchu izolace.

Dosažené výškové odchylky povrchu mostovky většinou souvisí s poklesem podepření při betonáži, viz obr. 1, nebo s chybným předpokladem výškového průběhu povrchu mostovky po jejím uvolnění z provizorních podpor.

Následně se provádí izolace mostovky, ta však není předmětem tohoto příspěvku. Po realizaci izolace se přistupuje k provádění ochranných vrstev.

Ochranná vrstva izolace
Ochranná vrstva musí zabezpečit spolehlivou ochranu izolační vrstvy a zároveň může plnit i funkci ložní vrstvy krytu. Provádí se bezprostředně po dokončení izolační vrstvy. Navrhuje se vždy (výjimku tvoří přímo pojížděné hydroizolační systémy).

Druh ochranné vrstvy, její tloušťka a fyzikálně mechanické vlastnosti závisí jak na vlastnostech izolační vrstvy, tak i na požadavcích daných její funkcí v konstrukci mostní vozovky.

Ochranná vrstva se navrhuje z asfaltových směsí, a to vždy v souladu se schváleným hydroizolačním systémem. Při provádění ochranné vrstvy nesmí dojít k poškození nebo ke změně fyzikálně‑mechanických vlastností izolace. V případě provedení hutněných asfaltových vrstev musí být zajištěno, že způsob hutnění na mostě zajistí požadované spojení mezi izolačním systémem a ochrannou vrstvou.

Značky a zkratky jednotlivých asfaltových směsí jsou uvedeny v tabulce 1.

Tab. 1 – Značky a zkratky asfaltových směsí, staré a nové značení

Ochranná vrstva může být vytvořena:

1. Z asfaltového betonu, zrnitosti do 11 mm v tloušťce minimálně 35 mm nebo zrnitosti do 8 mm v tloušťce minimálně 30 mm;
2. Z litého asfaltu MA 16 v tloušťce minimálně 35 mm, MA 11 v tloušťce minimálně 30 mm, MA 8 v tloušťce minimálně 25 mm;
3. Z asfaltového koberce mastixového, zrnitosti do 11 mm v tloušťce minimálně 35 mm a zrnitosti do 8 mm v tloušťce minimálně 25 mm.

Uvedené minimální tloušťky ochranné vrstvy musí být dodrženy vždy, tedy i v případě vyrovnávání povrchu mostovky. Tloušťka ochranné vrstvy nesmí být větší než 50 mm. Je-li zapotřebí pro účel vyrovnání výškových nerovností (nivelety) provést vrstvu větší tloušťky, musí se pokládat ve dvou vrstvách. Pro výsledné sklony ochranné vrstvy platí ustanovení čl. 5.1.1 ČSN 73 6122.

Při pokládce ve dvou vrstvách za účelem vyrovnání výškových nerovností by neměla být celková tloušťka vrstev při provedení z litého asfaltu MA 11 větší než 65 mm, při provedení z MA 16 větší než 70 mm.

Při výsledném sklonu mostovky větším než 4 % je nezbytné u určitých druhů hydroizolačních systémů učinit při provádění ochranné vrstvy z litých asfaltů zvláštní opatření z důvodu dosažení tloušťky a sklonu vrstvy (např. úprava parametrů směsi, nižší teploty zpracování, výztužná vložka).

Pod římsami a chodníky se ochranná vrstva neprovádí. Jako ochranná vrstva izolačních vrstev se zde obvykle navrhují asfaltové hydroizolační pásy zajištěné proti posunutí nalepením, bodovým natavením nebo jiným vhodným způsobem.

Způsob ochrany musí být uveden vždy v technologickém prováděcím předpisu zhotovitele.

Ochranné vrstvy na ocelových mostovkách se navrhují ve vztahu k izolační vrstvě a následné obrusné vrstvě krytu a vždy v souladu se schváleným hydroizolačním systémem. Pro ochrannou vrstvu se zpravidla použije MA 16 nebo MA 11, případně SMA zrnitosti do 11 mm z modifikovaných asfaltů. Sklon povrchu ochranné vrstvy musí být navržen a proveden tak, aby povrchová i prosakující voda byla spolehlivě a rychle odvedena v každém stavebním stadiu i provozním stavu. Konstrukční zásady a technické požadavky na odvodnění mostů jsou stanoveny v TP 107.

Pro urychlení odtoku vody z povrchu izolační vrstvy se zřizují (zejména u delších mostů) podél obrubníků podélné drenáže, kterými je voda sváděna k odvodňovačům a odvodňovacím trubkám. Pokud je ochranná vrstva provedena z litého asfaltu MA, je nutné zajistit odvedení vody i z jejího povrchu (odvodňovací trubky s dvěma přírubami).

Pro odvodnění povrchu izolační vrstvy mostovky se navrhují a provádějí odvodňovací trubičky. Druh materiálu a typ odvodňovacích trubiček musí být uveden v projektové dokumentaci. Minimální vnitřní průměr trubky je 40 mm, šířka příruby má být s ohledem na možnost dokonalého napojení izolace minimálně 80 mm. Příruba odvodňovací trubky musí být zapuštěna pod povrch mostovky 5 mm až 25 mm, přičemž povrch příruby musí na okolní povrch navazovat plynule, bez výškového odskoku.

Vzdálenosti odvodňovacích trubek závisí na velikosti odvodňované plochy a podélných a příčných sklonech mostovky a jsou určeny hydrotechnickým výpočtem. Orientační vzdálenosti odvodňovacích trubek – při podélném sklonu větším než 2 % – činí cca 10 m. Při podélném sklonu větším než 4 % je vzdálenost odvodňovacích trubek cca 15 až 20 m. Zásady pro odvodnění s ohledem na velikost odvodňované plochy a sklony mostovky jsou uvedeny v TP 107.

Vady a poruchy mostních vozovek
Vady a poruchy mostních vozovek mohou mít zejména příčiny, které jsou znázorněny na obr. 2 až 5. Hlavní příčiny poruch mostních vozovek:

• asfaltové směsi nesplňují požadavky,nevhodné kamenivo apod.,
• chybné provedení vrstvy (nedostatečné zhutnění, vysoká mezerovitost, chybné tloušťky vrstvy),
• nedostatečné spádování povrchu mostovky, shromažďování vody v kalužích, mrazové trhliny atd.,
• není zajištěna soudržnost mezi izolací mostovky a ochrannou vrstvou.

Tento příspěvek vznikl jako výsledek součástí analýz poruch mostních závěrů, na základě poskytnutých finančních prostředků na řešení výzkumného projektu programu Bezpečná a ekonomická doprava  1F82C/010/910 „Systémové poruchy mostních závěrů a vyhodnocení rizik pro dopravu“ ministerstva dopravy ČR, v roce 2009.

Autor

• Ing. Pošvářová Miloslava Ph.D.