Jakie są rodzaje spękań w nawierzchniach drogowych?

Rodzaje spękań w nawierzchniach drogowych: jakie są rodzaje spękań, co powoduje ich powstawanie oraz jak możemy ich unikać.

Jakie są rodzaje spękań?

Na podstawie Poradnika dot. Identyfikacji Spękań autorstwa FHWA wyróżnia się siedem podstawowych typów spękań nawierzchni.

Proces powstawania spękań zmęczeniowych (tzw. alligator cracking) zaczyna się od powstania serii wewnętrznie połączonych spękań, które następnie przybierają formę elementów o nieregularnych kształtach, zwyczajowo o wymiarach nieprzekraczających 0,5m. Powtarzalne obciążenie powoduje rozwój zniszczeń, który objawia się powstaniem mikro spękań, inicjowanych w zdecydowanej większości na spodzie warstwy asfaltowej. Następnie następuje dalszy przyrost spękań do czasu ich pełnego przejścia przez pełen pakiet warstw asfaltowych. Spękania te są najczęściej nazywane spękaniami typu alligator cracking.


Umiarkowane spękania zmęczeniowe w śladach kół


Spękania zmęczeniowe o dużym nasileniu

Spękania blokowe posiadają strukturę, która występuje w postaci układu zbliżonego do prostokątnych bloków, o wymiarach w przedziale od 0,3m do 3,0m.


Spękania blokowe o dużym nasileniu

Spękania krawędziowe (tzw. edge cracking) to spękania podłużne w odległości od 0,3m do 0,6m od zewnętrznej krawędzi nawierzchni.


Spękania krawędziowe

Spękania podłużne w śladach kół biegną równolegle do osi jezdni, spowodowane są przekroczeniem trwałości zmęczeniowej nawierzchni.

Spękania podłużne nie biegnące w śladach kół są przypadkowo ulokowane, ale zawsze równolegle do osi jezdni. W zdecydowanej większości powstają pomiędzy istniejącą nawierzchnią oraz poszerzeniem, ale mogą być także efektem występowania w podłożu spoistych gruntów ekspansywnych.

Spękanie podłużne

Spękania poprzeczne opisują spękania, które przebiegają w poprzek nawierzchni, prostopadle do osi jezdni. Mogą być wywoływane naprężeniami termicznymi lub mogą powstawać wskutek przenoszenia się od istniejących spękań lub dylatacji niżej leżących warstw sztywnych.


Spękania poprzeczne

Spękania odbite opisują spękania w warstwach lub nakładkach asfaltowych ułożonych na nawierzchniach betonowych, a także występujące powyżej spękań wywołanych skurczem podbudów stabilizowanych cementem. Pojawiają się powyżej istniejących spękanych niżej leżących warstw nawierzchni. Spowodowane są koncentracją naprężeń w warstwach asfaltowych, która w ostateczności prowadzi do inicjacji spękania przechodzącego do górnej powierzchni.


Poprzeczne spękania odbite o dużym nasileniu występujące powyżej nawierzchni betonowej w postaci płyt (Fot. dzięki uprzejmości Pavement Interactive)

Co jest przyczyną powstawania spękań?

Występują dwie główne przyczyny powstawania spękań w podatnych nawierzchniach drogowych: spękania spowodowane obciążeniem od ruchu samochodowego i spękania niezależne od obciążenia kołem pojazdu.

Spękania spowodowane powtarzalnym obciążeniem od ruchu pojazdów: spękania zmęczeniowe lub spękania odbite, opisane powyżej.

Spękania niezależne od obciążenia kołem pojazdu to w dużej mierze spękania określone jako spękania niskotemperaturowe. Opisują one spękania nawierzchni w niskiej temperaturze, wywołujące naprężenia rozciągające w warstwie asfaltowej, które prowadzą do powstania spękania poprzecznego (usytuowanego w poprzek nawierzchni). Inną formą spękań niezwiązanych z ruchem jest ich powiązanie z występowaniem w podłożu gruntowym spoistych gruntów ekspansywnych. W przypadku spadku wilgotności tych gruntów, następuje skurcz, który powoduje powstawanie spękania podłużnego w warstwach asfaltowych (wzdłuż nawierzchni).

Jak można uniknąć powstawania spękań?

Spękania zmęczeniowe są efektem powtarzalnego zginania nawierzchni asfaltowej. Wielkość zginania zależy od strukturalnej wytrzymałości nawierzchni. Georuszty do stabilizacji Tensar stosowane do dolnych warstw nawierzchni lub warstw podbudowy niezwiązanej, zwiększają nośność nawierzchni, redukują odkształcenie i stopień wytężenia (zmęczenia) nawierzchni. Odporność na spękania zmęczeniowe może być poprawiona poprzez zastosowanie kompozytu strukturalnego Tensar AX5-GN ułożonego na spodzie nowej nakładki asfaltowej.

Proces powstawania spękań odbitych w nakładkach może być opóźniony wskutek zastosowania właściwej warstwy pośredniej. Tensar dysponuje szerokim zakresem asfaltowych warstw pośrednich w postaci siatek i kompozytów asfaltowych, które zostały sprawdzone w celu redukcji propagacji spękań odbitych.

Spękania podłużne, ze względu na występowanie w podłożu spoistych gruntów ekspansywnych, mogą być zabezpieczone poprzez zastosowanie warstw kruszyw niezwiązanych stabilizowanych georusztami Tensar. Wpływają one na ograniczenie przemieszczeń bocznych kruszywa niezwiązanego, szczególnie w przypadku pojawienia skurczu (wysychania) gruntów spoistych występujących w podłożu.

Więcej informacji na temat naszych rozwiązań znajdziesz na www.tensar.pl