A közlekedésépítési szakterület mérnöki és tudományos folyóirata. ISSN
11. szám
11
Bejegyzés

ÚTÉPÍTÉSI ESETTANULMÁNYOK: MEGLEPETÉSEK

1. BEVEZETÉS

Szakmánk gyakorlása közben, jellemzően az építési fázisban, vagy nem sokkal az építés befejezése után előfordulnak meglepetések.

Ezek, nem ritkán meglehetősen érdekesek, néhányat csokorba gyűjtöttem, okulásul. Az élvezhetőség miatt megpróbálom alapvetően szóban, képekkel illusztrálva elmondani a történetet.

2. AZ ESETTANULMÁNYOK

A leírt meglepetések mindegyike valós, megtörtént eseményen alapszik és a szerző mindegyikben valamilyen mértékig résztvevő is volt.

Az események már viszonylag régen történtek, de – óvatosságból – nem adtam részletes GPS, illetve idő koordinátákat, ezért, aki ráismer, az valamilyen mértékben szintén a „meglepettek” közé tartozik, remélem utólag már a humoros oldalára emlékszik.

2.1. HÁLÓK AZ ASZFALTSZERKEZETBEN

Egy főút felújítása után néhány hónappal a befejezést követően a következő „meglepetés” volt tapasztalható, a képek a folyamatot is mutatják.

1. ábra

A tapasztalt kátyúk kivétel nélkül a kopóréteg leválásából keletkeztek, a kopóréteg alatt egy „aszfaltháló” (ez egy definíciónak tűnő elnevezés, sajnos, csak az eladók által kreált meghatározás, mert nincsenek egyértelmű ismérvek) volt a fogadófelületre ragasztva.

A felújításnál épült egy teljesen új, kétsávos pálya, hibátlanul, a hibák a meglévő kétsávos részen keletkeztek, ahol marás után egy új kopóréteg épült, alatta az aszfalthálóval.

A tudomány teljes mellőzésével, pusztán logikai alapon megállapítható, hogy a hiba oka a testidegen szerkezet alkalmazása.

A rossz elképzelés és konstrukció szilárdságtanilag is igazolható (mint már említettem, nem kívánok fárasztani senkit).

A jelenség sokkal gyakoribb, mint gondolnánk, legalább is gyakori volt, mert az említett főút meghibásodásának kivizsgálása után volt egy szabályozás jellegű beavatkozás, ami a kopóréteg alatt tiltotta a hálók alkalmazását.

2. ábra

A 2. ábra egy nagyon korai észleléshez kapcsolódik, a már bemutatottnál vagy tíz évvel korábban, itt felfedezhető az is, hogy az alkalmazott, erősítőnek vélt anyag meggyűrődött, ami a diszkfunkcionalitás egyik ismérve.

3. ábra

Az erősítéspártiak egyik „aduja” volt az acélháló, aminek viselkedését (egyfajta felúszás) mutatja a második kép, cserébe az aszfalt tömöríthetőségét viszont biztosan akadályozza.

2.2. VÍZ A JAVÍTÓRÉTEGBEN

Valahol, messze, messze (egy másik univerzumban)…..egy nagyobb útépítésnél egy szakasz aszfaltozására készültek. A kötelező tárcsás mérések eredménye ugyanakkor egy viszonylag rövidebb részen nem volt megfelelő.

Az eredmény nem volt kritikusan rossz, ezért megkérdeztek, a hiány ellensúlyozható – e az első aszfaltréteg vastagításával.

A tárcsás mérés eredménye a teljes terhelt rendszer viselkedését mutatja, amiben benne volt a cementstabilizáció is (ezen, az első néhány nap után nagyon magasak a merevségek), valami gyanú ébredt bennem és kértem egy FWD mérést.

Az FWD – más mérésfajtákkal együtt – képes a behajlási teknő felvételére.

A 4. ábrán látható néhány eszköz, és az, hogy a behajlási teknő érzékelőin mért behajlás kb. melyik réteg merevségére jellemző.

Ezen vizsgálat eredménye azonnali telefonhívásra késztetett, „bontsátok el a felső réteget és nézzétek meg, mi van alatta!”.

4. ábra

A kollégák megcselekedték, fényképeztek és elküldték, ez látható az 5. ábrán, a jobb alsó kép közepén felismerhető a víz jelenléte.

5. ábra

A víz egy elromlott szivárgóból került a szemcsés védőrétegbe, a „meglepett” építésvezető megköszönte a beavatkozást, ez azért nem volt ritkaság akkori cégünknél.

2.3. AZ ASZFALT NAGY HÉZAGAI

Egy nagyobb felújítási munka az augusztusi ünnepek után szeptember első napjaiban indult újra, a meglepetés az volt, hogy az addig példásan jó aszfalttömörség (burkolati hézag) értékek között szép számmal fordultak elő nem megfelelő értékek (telepiros jelzők), az 1. diagram tanúsága szerint.

A függőleges fekete vonal tulajdonképpen egy három hetes szünetet jelez.

1. diagram

A megrendelő reakciója a nem-megfelelőségekre a projekten belül nagymértékben következetes volt, tudni akarta, mi az oka és mit tesz a kivitelező a probléma elkerülésére.

Ebben az esetben is ez volt az eljárás, minden TU, eljárás stb. górcső alá került és azok rendben találtattak.

2. diagram

Miután a rendszeresített eljárások szerint nem volt változás, keresni kellett a hivatalos adatrögzítéseken kívül új elemet.

A 2. diagram egy hosszú, reprezentatív hőmérsékleti mérés egyfajta feldolgozása, ezen, ha megvizsgáljuk a fogadófelület hőmérsékletének alakulását, érdekes képet látunk.

A nyári hónapokhoz (május – augusztus) képest a megelőző egy és a követő két hónap eredményei lényegesen alacsonyabb hőmérsékletet mutatnak, ez a léghőmérsékletben nincs.

A különbség abból adódik, hogy a fogadófelület hőmérséklete a globálsugárzástól , ennek mértéke pedig lényegében csillagászati okoktól függ.

6. ábra

És, ennek megfelelően a globálsugárzás augusztushoz képest szeptemberre közel a harmadával  csökken, ez a 6. ábrán látható, annak minden következményével együtt.

7. ábra

A PAVECOOL (bárki által elérhető ügyes kis szoftver) számíthatóvá teszi a tömörítésre rendelkezésre álló időt, a 7. ábrán az augusztus és a szeptember adataival látható az eredmény.

A különbség mintegy 10 perc, a teljes időnek közel a fele, ami egy nem átállított tömörítési terv esetén könnyen hibához vezethet, mint esetünkben.

8. ábra

A 7. ábrán egy németországi projektről készült hőkamerás képek láthatók, a ma már filléres eljárás arrafelé a minőségbiztosítás része, talán mi is bevezethetjük?

2.4. AZ ELTÖRÖTT CSŐ

A képen láthatók dátumok, a szerkezet két évvel korábbi, a látvány „megkapó”.

9. ábra

A szerkezet egy 5 m – nél valamivel nagyobb átmérőjű hullámlemez csőhíd, a pályaszint a záradék fölött valamivel több, mint 10 m – rel van. A szerkezet a már futó projektbe „utólag” lett betervezve (magánérdekeltségek elhúzódó érdekérvényesítése után), a tervezés és a kiviteleztetés egy áttekinthetetlen rendszerben, rohammunkában történt.

A döntés a szerkezet mellett az építés gyorsasága miatt történhetett, a döntéshozók valószínűleg nem voltak tisztában azzal, hogy a szerkezet szállítója által adott terv nincs illesztve a helyszín geotechnikai adottságaihoz, ami az adott esetben nem volt mindennapi (nagy vastagságú, szerves, puha rétegek a térségben, tovább nem részletezem).

Az „illesztés” ráadásul a kaotikus vállalkozási rendszerben nem kellő súllyal lett érvényesítve (konkrétan nem készült el a cső alapozása a megadott méretekben, a hosszirányú túlemelés hasonlóan takarékos volt).

Ami történt az a talpnyomás következménye (a bányászatban is jártas kollégám a képet meglátva talpduzzadásnak nevezte, az alagútépítők is így nevezik.

A puha, összenyomható altalaj – a nem megfelelő alapozás miatt – hajlamos „benyomulni” a cső által képezett űrbe és a képen látható tönkremenetelt okozza.

Az már csak érdekesség, hogy mindez a felszínen ( az út pályáján) alig észrevehető „módosítást” okozott, a talp utólagos kibetonozásával a probléma megoldódott.

Vegyük észre, hogy itt – néhány szakértőt leszámítva – mindenki „idegen” pályán játszott (ez alagútépítés, vagy bányászat) de nem igazán érezték a kockázatot.

Csak megjegyzem, hogy egy ilyen sajátos pályán a közelmúltban még a hozzáértők is vállaltak indokolatlan kockázatot, előbb utóbb nagyobb baj is lehet….

2.5. HIDEGVISELKEDÉS

Egy viszonylag hosszabb autópálya-szakaszon az őszi forgalombahelyezést követő tavaszon a következő ábrán látható repedések jelentek meg.

10. ábra

A repedések aztán kb. két év alatt kiterjedtek gyakorlatilag a teljes szakaszra.

Szinte azonnal elkezdődött a hibák okainak keresése, sajnos az eljárás eléggé megmaradt a „keresés” szintjén.

A leghangosabb vélemény a földmű meghibásodásáról szólt, még azután is, amikor a hosszrepedések a hidakon is megjelentek.

A váratlan hibák esetén az ok megállapításához a humán diagnosztika elveit célszerű alkalmazni.

Nem részletezve az esetet, a repedések (tünetek) forma szerinti osztályozását végeztük el, ez azt mutatta, hogy döntően hosszirányúak és mind a haladó, mind az előzősávban találhatók.

11. ábra

Ezek után néhány fúrás készült,  ezek egyöntetűen a 11. ábra bal oldalán látható képet mutatták.

Ez kizárta a teljes szerkezetet érintő meghibásodást és a gyanú a kopóréteg termikus igénybevételének irányába terelődött.

A 11. ábra bal oldalán egy öntöttaszfalt járdáról készült kép látható, ami azt mutatja, hogy kizárólag a gyors lehűlés hatására is képződhet repedés aszfaltban.

Megvizsgáltuk a forgalombahelyezés utáni időszak meteorológiai adatait, ezek egy része a 3. diagramon látható.

3. diagram

Összevetve ezeket az adatokat a napi maximum hőmérséklettel, megállapítható volt, hogy a kérdéses 4 hónapban legalább 10 esetben volt 10C° – nál nagyobb hőmérséklet-csökkenés, ez viszonylag erős „igénybevételnek” tekinthető.

4. diagram

Wolfgang Arand munkássága az aszfaltok hidegviselkedése területén meglehetősen ismert, az ő egyik kutatása alapján számítottam a termikus feszültség nagyságát az akkor megszokott kötőanyag penetrációból levezethető aszfaltviszkozitás, illetve a projekten alkalmazott kötőanyag esetében.

A 4 MPa csúcsfeszültség esetére, ha arra járműteherből keletkező feszültség is ráhalmozódik, a szakadás (repedés) gyakorlatilag biztosan bekövetkezik, a repedés alakja pedig követi a járműterhelés vonalát.

Azaz a hiba az alkalmazott kötőanyagra vezethető vissza.

A kötőanyag is vizsgálatra került, a hazai laboratórium felszereltsége és a szaktudás nemzetközi színvonalon is kimagasló, szakvéleményükből az alábbiakban idézek.

„Alapvető problémának az aszfalttervezés során a kötőanyag választást tartjuk, ugyanis plasztomeres modifikációk csak nagy kockázattal alkalmazhatók olyan burkolati rétegekben, ahol nyírási igénybevételek mellett számottevő húzási feszültségek is fellépnek. Gyakorlatilag ugyanis ez a típusú kötőanyag, mint ahogy azt a duktilitás vizsgálatok igazolták, számottevő húzási ellenállással nem rendelkezik.”

A meglepetés az adott esetben az volt, hogy a kötőanyag alkalmazását a Megbízó, a határozott tiltakozások ellenére kikényszerítette.

3. BEFEJEZÉS

A kisded esettanulmányok alapján levonható az a következtetés, hogy a meglepetések alapvetően elkerülhetők, ha…..és itt nem folytatom a mesét, aki nem hiszi járjon utána….


Hozzászólás

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