A közlekedésépítési szakterület mérnöki és tudományos folyóirata. ISSN 2064-0919
10. szám
2017. ősz
10
Bejegyzés

Útpályaszerkezeti esettanulmányok: Víz a pályaszerkezet aszfaltos rétegeiben

1. Bevezetés

Minden olyan írásban, ami az útpályaszerkezetekről kicsit általánosabban szól, megjelenik a víz, mint (többnyire) kárt okozó elem. Szakmai emlékeimből most azokról írok, amelyekben a víz az aszfaltszerkezetben jelent meg és okozott hibákat.

2. Tapasztalatok

Az, hogy van víz a pályaszerkezet aszfaltrétegeiben, nem újdonság. Kora reggeltől délelőttig, napos időben, gyakran látszanak nedves foltok, elsősorban a nyitott felületek környékén, amik a déli nap idejére eltűnnek (1. ábra). Némi céltudatos bontás után sokkal izgalmasabb dolgokat tapasztalhatunk.

A 2. ábrán egy autópálya elválasztósáv felőli oldalát látjuk, kb. egy évtizedes működés után. A jobb oldali kép riasztó, jól látható, hogy az aszfaltrétegek között sár van.

A 3. ábrán egy kétsávos úton jelentkező hibák (jobb oldali kép) okának megállapítására felbontott aszfalt teljesen nedves állapotú a bal oldali kép szerint. Azaz, a víz valahogyan be tud jutni és szép munkát végez az aszfaltszerkezetben.

3. Szabályozások

Hazánkban – német mintára – van előírás az ilyen hibák megelőzésére, sajnos, csak a „magas” oldal esetére (2010 óta), nem igazán hallottam, hogy valahol is alkalmazták ezt a védelmet. A német előírásnak a jellemző képét mutatom meg a 4. ábrán.

4. Esettanulmány

Egy gyorsforgalmú útszakasz egyik szakaszán a felújítást követő évben elég sok kátyú jelent meg, ezekből egy kis gyűjtemény az 5. ábrán látható. A hibák megjelenése után egy elég hosszú ideig tartó, részletes vizsgálat következett, ennek teljes ismertetése meghaladja az írás lehetséges terjedelmét, ezért egy rövid összefoglalót közlök, az mindenesetre nyilvánvaló volt, hogy a víznek komoly szerepe van az eseményekben.

4.1. Kérdés 1. Milyen eredetű a víz?

A kérdés kicsit feleslegesnek tűnik, de a vizsgálat végig igyekezett minden lehetséges kérdésre választ adni.

A projekt körülményei (a jól szervezett üzemeltetés) olyan adatok rögzítését is biztosította, amelyekkel a kiválasztott idősávban a csapadékadatok és a kátyúészlelés statisztikailag is vizsgálható volt. Nos, a statisztika egyértelmű kapcsolatot mutat a csapadék és a kátyúképződés között, 6. ábra. Készítettem finomabb elemzést is, ahol az időbeli sorrend logikája egyértelmű, ezt mutatom be a 7. ábrán.

4.2. Kérdés 2. Hol hatol be a pályaszerkezetbe?

Elvileg három lehetőség van:

• felülről
• alulról
• oldalról

A projekten – ismét csak a teljesség elve miatt – kísérlet történt annak ellenőrzésére, hogy lehetséges – e az aszfaltrétegen keresztül a behatolás.

A 8. ábra tanúsága szerint – bár van víz a pályaszerkezetben – az nem tartalmaz jelzőfestéket (a vödörnek nincs alja, a túlnyomás kb. 300 mm vízoszlopnak felel meg).
Ez a behatolásfajta tehát kizárható. Az alulról történő behatolás esetleges talajvízből kapilláris/párolgásos módon elvileg nem kizárt, az adott hidrogeológiai viszonyok (sok méter mélyben a nyugalmi vízszint, egyszemcsés homoktalaj) valószerűtlenné teszik a helyzetet. Az oldalról történő behatolást jelzőfolyadékos kísérlettel ellenőrizték. A szellemes módszer (lengyel kollégáink innovációja) egyértelmű eredményt adott, ezt a 9. ábrán szemlélhetjük meg.

4.3. Kérdés 3. Hol mozog a víz a pályaszerkezetben?

Ahhoz, hogy az aszfaltrétegben történjen a vízmozgás, kb. 15 % hézagtartalomra lenne szükség, ezen a projekten ilyen biztosan nem volt, a vízmozgás a behatolással analóg módon a réteghatáron történik.

4.4. Kérdés 4. Hogyan távozik a víz a pályaszerkezetből?

Jogos a kérdés, ha már egyszer benn van, hogyan távozik? Ha a réteghatáron képes mozogni, akkor a közlekedőedények törvénye alapján jó eséllyel lesz lehetőség a víz kilépésére is, ez látható a 11. ábra jobb oldalán. A bal oldali képrész egy ritkán észlelhető jelenséget mutat be (gyakran előfordul, de viszonylag rövid ideig élvezhető) a gőzpúpot. A réteghatáron lévő víz a 45 – 55 C° hőmérsékleten igen erősen párolog és nyomása képes a felső aszfaltréteget megemelni. Ahol viszont az aszfalt nem párazáró, ott egyszerűen távozik légnemű állapotban a nedvesség.

4.5. Kérdés 5. Mit okoz a víz a pályaszerkezetben?

A válasz elég nyilvánvaló, kárt. Ugyanakkor megérdemel néhány szót a károkozás mechanizmusa is. Fizikai hatás lehet a 12. ábra középső részén látható bontott felület, ahol egyfajta „kenőcs” található az aszfalt réteghatárán. A benn lévő víz a forgalom hatására – mivel összenyomódni nem képes – meglepően nagy nyomás alá kerül, mozog és mozgás közben rombol. Kémiai hatás a stripping, leválás, ahol a meleg állapotban erőteljesen disszociálódó víz munkája csökkenti a bitumen tapadását a kővázhoz. Ez utóbbit a jobb oldali képrészen figyelhetjük meg.

5. Következtetések

Az eddigiek alapján viszonylag egyszerű megfelelő következtetéseket levonni, mégis, ezek előtt tanulmányozzuk a 13. ábrát. A bal oldalon az esettanulmányos szakasz elválasztósáv felöli része látható, kibontva, egy nap száradás után. Jól felismerhető, hogy az alsóbb aszfaltrétegek erősen nedvesek, azaz a vízmennyiség az utánpótlás elzárása és száradás után is jelentős. A jobb oldalon egy egészen más helyszín látható, a felülről első réteghatár – ez egy kompaktaszfaltos munka – tökéletes, az alsóbb réteghatáron áramlik a víz, azaz a jelenség máshol is megtalálható.

A következtetések ezek után:

• ha nincs megfelelő védelem (oldalszigetelés, szivárgó stb.) a víz be fog hatolni, nagy mennyiségben
• miután láttuk (11. ábra), hogy képes két forgalmi sáv alatt is migrálni, nyugodtan feltételezhetjük, hogy a réteghatár(ok) mentén a tapadás erős veszélyben van
• nyilvánvaló, hogy a réteghatáron egy megfelelő leragasztás ezt a migrálást képes lenne megakadályozni (vagy legalább is erősen mérsékelni)
• a kompaktaszfalt előnye itt világosan megjelenik
• gyakorlatunk nem írja elő kötelezően a leragasztást, nem is csinálják, a kockázat pedig így nagy, a rétegek előbb – utóbb elválnak

Angol módra nem kötnék fogadást arra, hogy az éppen javítás alatti M1 esetében a hibák döntően a réteghatár elválásából következnek, mert ott arra, amiben biztos valaki, nem illik fogadni. Úgy vélem, van teendő.


Hozzászólás

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.