Broforvaltning med DANBRO Særeftersyn

Transkript

1 Broforvaltning med DANBRO Særeftersyn

2 DANBRO programmer, data og manualer eller dele heraf må ikke videregives eller sælges, dog er sikkerhedskopiering af programmet tilladt. DANBRO programmerne må kun anvendes på opgaver i overensstemmelse med kontrakt med Vejdirektoratet.

3 Forord Forord Denne manual er et led i den samling af manualer, der handler om forvaltning af bygværker med broforvaltningssystemet DANBRO. DANBRO er en fællesbetegnelse for de procedurer, forskrifter og edb-programmer der benyttes ved forvaltning af bygværker i Danmark. Betegnelsen bruges også om edb-programmerne alene. Manual 1, Broforvaltning generelt, indeholder en overordnet beskrivelse af systemet. Denne beskrivelse er tilstrækkelig hvis man skal have en generel viden om DANBRO og ikke behøver detaljeret kendskab til virkemåden af de enkelte programmer. Samtidig indeholder manualen en generel vejledning i brugen af DANBRO's edbprogrammer. I de øvrige manualer forudsættes det at man har kendskab til de generelle procedurer, der er beskrevet heri. De øvrige manualer giver en detaljeret beskrivelse af hver sit specielle emne. Beskrivelsen af broforvaltningssystemet for eksisterende bygværker omfatter følgende manualer: 1. Broforvaltning generelt 2. Registrering af bygværker 3. Generaleftersyn 4. Vedligehold og løbende eftersyn 5. Særeftersyn 6. Prioritering 7. Langtidsbudgettering 8. Prisbog 9. Entrepriseadministration 10. Erfaringstilbageføring 11. Specielle Transporter 12. Budgetstyring Manual 5, Særeftersyn, er en detaljeret beskrivelse af de aktiviteter der indgår i særeftersyn af bygværker. DANBRO Særeftersyn

4 Indholdsfortegnelse I Indhold 1. Indledning Introduktion Formål og omfang Regler for særeftersynets udførelse Indsamling af data Bearbejdning og anvendelse af data Teknisk beskrivelse 3-1 Del I Introduktion og definitioner Generelt 3-4 Del II Planlægning og udførelse af særeftersynet Bygværksbestyrerens planlægning Særeftersynsingeniørens planlægning Udførelse 3-28 Del III Nedbrydning og levetider Nedbrydning af betonbroer Kloridbelastede ikke-beskyttede konstruktionsdele Nedbrydning af fugtisolerede broplader Andre konstruktionselementer Levetid af reparationer 3-60 Del IV Udbedringsstrategier Udbedringsstrategier Valg af udbedringsstrategi 3-77 Del V Rapportering Rapportering Stikordsregister Organisation og ansvar Brugervejledning, særeftersyn 5-1 DANBRO Særeftersyn

5 II Indholdsfortegnelse Bilagsfortegnelse 1 Kloridforskrift: Registreringssystem for kloridprøver 1.A Baggrundsdokumentation 1.B Registreringssystem til afrapportering 2 Planlægning af særeftersynet 2.A Eksempel på prøvningsplanlægning, strategivurdering og følsomhedsvurdering 2.B Eksempel på særeftersynsprogram Hypoteser og planlægning 3 Vurdering af bro Møllegyden 4 Vurdering af bro Hønnerupvej 5 Vurdering af bro Benløse 6 Vurdering af bro Skælskørvej 7 Statistisk vurdering af prøvningsomfang Fastlæggelse af skadeomfang 8 Usikkerheder når kloridindholdet vurderes 9 Kommentarer om beregning af levetid for betonkonstruktioner. v. Erik Stoklund Larsen, COWI 10 Kommentarer om frostvurdering. v. Bent Grelk, Rambøll 11 Kommentarer om fugtmåling. v. Bent Grelk, Rambøll 12 Vejledning til regneark til brug for beregning af trafikantgeneomkostninger og opstilling af udbedringsstrategier DANBRO Særeftersyn

6 1. Indledning Indledning Emne Denne manual beskriver alle aktiviteter i forbindelse med særeftersyn af bygværker herunder hvordan særeftersynsresultater behandles i DANBRO. Manual 1, Broforvaltning generelt, indeholder en generel introduktion og vejledning i brug af DANBRO. Særeftersyn udføres som grundlag for at vælge reparationsstrategi og at udarbejde reparationsprojekt for bygværket. Formål Målet med manualen er dels at gennemgå ide og baggrund for hvorfor man udfører særeftersyn, dels at beskrive hvordan særeftersyn planlægges, udføres og rapporteres. Desuden beskriver manualen hvordan eftersynsdata registreres og anvendes i DANBRO-systemet, og hvordan særeftersynsmodulet anvendes til at rapportere til DANBROs Prioriteringsmodul. Endvidere redegøres der for organisationen i forbindelse med særeftersyn (hvem gør hvad hvornår?) Læsevejledning Manualen indeholder krav og vejledninger til alle aktiviteterne der skal udføres i forbindelse med særeftersyn. Kapitel 2. Introduktion beskriver de overordnede rammer for særeftersynet. Kapitel 3. Teknisk beskrivelse indeholder både krav, vejledninger og bilag. I afsnit 3.1 findes en særskilt læsevejledning for kapitlet. Kapitel 4 og 5 giver praktiske oplysninger om særeftersynets organisatoriske sammenhæng hos Vejdirektoratet. Bilagene er knyttet til kapitel 3, hvorfra der er henvist til de enkelte bilags formål og anvendelse. DANBRO Særeftersyn

7 2. Introduktion Introduktion Indhold 2. Introduktion Formål og omfang Udmelding af særeftersynet Omfang og udførelse Formål Udskydelse af arbejderne Regler for særeftersynets udførelse Grundlag Krav til brugeren Indsamling af data Teknisk del Økonomisk del Bearbejdning og anvendelse af data Priser Prioritering DANBRO Særeftersyn

8 Introduktion 2.1 Formål og omfang 2.1 Formål og omfang Særeftersyn omfatter undersøgelser af skadeomfang og -årsag for et eller flere konstruktionselementer på et bygværk. Udmelding af særeftersynet Særeftersyn foretages normalt på uregelmæssige tidspunkter som et detaljeret og dybdegående supplement til generaleftersyn eller løbende eftersyn og altid før iværksættelse af en større reparation eller ombygning. Afgrænsning af, hvilke elementer der indgår i særeftersynet, foretages, når det udmeldes, det vil sige ved generaleftersynet eller det løbende eftersyn. Omfang og udførelse Generaleftersynet og det løbende eftersyn er visuelle eftersyn af umiddelbart synlige konstruktionsdele. I modsætning hertil klarlægger særeftersynet skadeårsager og -omfang, der ikke umiddelbart kan fastslås. Ved en sådan inspektion bruges ofte specielt måleudstyr, særligt adgangsgrej eller særlig ekspertise til at afdække skaderne. I særlige tilfælde omfatter et særeftersyn periodiske tekniske undersøgelser, der kræver særligt udstyr eller særligt detaljerede observationer eller målinger. Et særeftersyn kan være begrænset til en økonomisk vurdering, uden at der foretages tekniske undersøgelser på bygværket. Dette kaldes et økonomisk særeftersyn. Formål Det er særeftersynets formål inden for opgavens afgrænsede omfang: - at rapportere arten og omfanget af alle skader i detaljer - at rapportere skadeårsager - at vurdere de principielle muligheder for reparation, ombygning eller udskiftning (udbedringsvurdering) - som input til prioritering af reparationsarbejder at udarbejde 1-3 principielt forskellige udbedringsstrategier på baggrund af udbedringsvurderingen. Typiske strategier er total udskiftning, gennemgribende reparation og løbende reparation. Ved alle forslag skal udbedringsarbejderne prissættes, og det økonomisk optimale udbedringstidspunkt skal bestemmes. Trafikantgeneomkostninger tages med i vurderingerne, med mindre de skønnes at være uden betydning for valg af strategi. DANBRO Særeftersyn

9 2. Introduktion 2.2 Regler for særeftersynets udførelse 2-3 Udskydelse af arbejderne Endvidere skal udbedrings- og trafikantgeneomkostningerne angives for de opstillede strategier under den forudsætning, at arbejderne bliver udskudt i 5 år. Dette bruges i prioriteringen af reparationsarbejder. 2.2 Regler for særeftersynets udførelse Grundlag Krav til brugeren Denne manual og vejreglen Eftersyn af bygværker, Vejregeludvalget, november 1994 ( Vejreglen ), indeholder en beskrivelse af, hvordan særeftersyn udføres. Vejreglen er indsat som bilag i manual 3, Generaleftersyn. Det skal understreges, at nærværende manual og den tilhørende vejregel i vid udstrækning kun giver generelle retningslinier for, hvordan særeftersyn kan udføres, og hvordan de skal rapporteres. De er begge affattet under den forudsætning, at brugerne har den fornødne tekniske indsigt og erfaring i vurdering af skadede bygværker. Der kræves derfor kendskab til en række specielle fagområder, herunder anlægsteknik, materialeteknologi, nedbrydning af beton og stål, statik, måle- og undersøgelsesmetoder, trafikteknik, statistisk planlægning og økonomiske analyser for at kunne udføre særeftersyn. Særeftersynet udføres oftest af en af bygherren engageret rådgivende ingeniør med den nødvendige specialviden. Arbejdet vil dog også kunne udføres af bygværksejerens personale. Vedrørende organisation i øvrigt henvises til kapitel Indsamling af data Indsamling af data sker ved at fremskaffe baggrundsmateriale herunder data fra DANBRO's Registrerings- og Generaleftersynsmodul og ved at udføre mark- og laboratorieundersøgelser. Såfremt skadeomfang og -årsag kan vurderes umiddelbart, udføres ikke mark- og laboratorieundersøgelser. Særeftersyn kan således opdeles i to forskellige dele: Teknisk del En teknisk del, som omfatter mark- og laboratorieundersøgelser med tilhørende vurderinger. DANBRO Særeftersyn

10 Introduktion 2.4 Bearbejdning og anvendelse af data Økonomisk del En økonomisk del, som alene omfatter udbedringsvurdering og opstilling af udbedringsstrategier, herunder eventuelle trafikantgeneomkostninger. I det konkrete tilfælde kan disse dele udføres enkeltvis eller begge afhængigt af opgavens karakter. 2.4 Bearbejdning og anvendelse af data På baggrund af de indsamlede data og eftersynsingeniørens viden om nedbrydningsmekanismer m.v. vurderes skadeårsag og omfang. På grundlag heraf opstilles relevante forslag til udbedring af de skadede elementer. Priser Prioritering I forbindelse med opstillingen af overslag over reparationsstrategier kan anvendes priser fra DANBROs Prisbog, jf. Manual 8, Prisbog. I DANBROs prioriteringsmodul registreres alle økonomiske data og deres tidsmæssige placering svarende til de opstillede reparationsstrategier, herunder de afledte forslag som er udskudt i 5 år. De registrerede data anvendes herefter som grundlag for prioritering, budgettering og konsekvensanalyser af reparationsarbejder. Manual 6, Prioritering, omfatter detaljerede instrukser i forbindelse med indtastning, revision og udskrift af skadedata og økonomiske data. DANBRO Særeftersyn

11 Indhold 3. Teknisk beskrivelse 3.1 Generelt Teknisk beskrivelse Indhold 3. Teknisk beskrivelse Indhold Del I: Introduktion og definitioner Generelt Læsevejledning til kapitel Særeftersynets formål og filosofi Fælles videngrundlag og grundlæggende krav Eftersynstyper Teknisk særeftersyn Økonomisk særeftersyn Del II: Planlægning og udførelse af særeftersynet Bygværksbestyrerens planlægning Særeftersynsingeniørens planlægning Særeftersynets omfang Bæreevnevurdering Personale Tidsplan Budget Udførelse Del III: Nedbrydning og levetider Nedbrydning af betonbroer Hovedårsager til nedbrydning Karbonatisering Kloridbelastede ikke-beskyttede konstruktionsdele Vurdering af restlevetid Kritisk kloridindhold Revner Skadeudvikling og reparation DANBRO Særeftersyn

12 3-2 Indhold 3. Teknisk beskrivelse 3.1 Generelt Korrosion og alkalikiselreaktioner Nedbrydning af fugtisolerede broplader Nedbrydning af broplader støbt med reaktivt materiale Nedbrydning af broplader støbt uden reaktivt materiale Andre konstruktionselementer Specielle situationer Særlige forhold for store broer Vedligeholdsarbejder kan forhåndsprioriteres Stålkonstruktioner Levetid af reparationer Del IV: Udbedringsstrategier Udbedringsstrategier Generelt Reparationsmetoder Strategivalg Dispositionsforslag Trafikantgeneomkostninger Øvrige indirekte omkostninger Diskonteringsrate Følsomhedsanalyser Valg af udbedringsstrategi Del V: Rapportering Rapportering Generelt Rapportering til DANBROs prioriteringsmodul Opdatering af generaleftersynsdata Stikordsregister DANBRO Særeftersyn

13 Del I: Introduktion og definitioner 3. Teknisk beskrivelse 3.1 Generelt 3-3 Del I: Introduktion og definitioner Denne del af den tekniske beskrivelse indeholder først en læsevejledning til kapitel 3. Derpå præsenteres særeftersynets formål og filosofi, og særeftersynstyperne gennemgås. DANBRO Særeftersyn

14 3-4 Del I: Introduktion og definitioner 3. Teknisk beskrivelse 3.1 Generelt 3.1 Generelt Overordnet mål I dette kapitel gives en beskrivelse af, hvordan særeftersyn skal udføres og rapporteres. Det overordnede sigte er at sikre en tilstrækkelig og ensartet rapportering af bromassens reparationsbehov gennem særeftersyn. Dette betyder, at der skal være konsistens i vurderinger og i strategivalg, uafhængigt af både den aktuelle sag og de involverede teknikere. Særeftersynet udføres i 2 faser. Første fase består i at opstille en hypotese for skadeårsagerne. Hypotesen danner grundlag for at fastlægge undersøgelsernes art og omfang. Prøvningsomfanget planlægges på et statistisk grundlag som beskrevet i bilag 7. Hvilke supplerende undersøgelser, der er nødvendlige for at fastlægge omfanget og placeringen af skaderne, fastlægges på grundlag af dokumentation fra bygværkets opførelse og drift og viden om materialer og nedbrydning. Grundlæggende viden indsamles stadig Den fælles accepterede viden om bl.a. nedbrydning er under konstant forandring og er ikke altid tilstrækkelig til at opstille kategoriske instrukser for, hvordan man fastlægger undersøgelsesart og omfang, foretager levetidsvurderinger, opstiller hypoteser for skadesårsager osv. Derfor indeholder kapitlet også forskrifter og retningslinjer for, hvordan specifikke emner inden for særeftersyn skal håndteres, indtil den tilstrækkelige viden er indsamlet Læsevejledning til kapitel 3 Kapitlets tekst er delt op i 5 dele, nummereret I-V. Derefter følger stikordsregister og bilag. Teksten består af følgende to typer: 1. Den egentlige manualtekst (i opsætning som denne side): Indeholder krav til udførelsen af særeftersyn. 2. Noter, indsat forneden på siderne: Indeholder baggrundsoplysninger, kommentarer og redegørelser. Noterne indeholder ikke konkrete krav, men er primært taget med som inspiration og udgangspunkt for den diskussion og udvikling, der er påkrævet for at forbedre sikkerheden i de DANBRO Særeftersyn

15 Del I: Introduktion og definitioner 3. Teknisk beskrivelse 3.1 Generelt 3-5 vurderinger, der foretages i et særeftersyn. Sekundært tjener de som inspiration i forbindelse med planlægning af det enkelte særeftersyn. Det er ikke afgørende, om forslagene til fremgangsmåde følges i forbindelse med planlægningen. Andre fremgangsmåder og modeller kan være lige så kvalificerede eller bedre. DANBRO Særeftersyn

16 3-6 Del I: Introduktion og definitioner 3. Teknisk beskrivelse 3.1 Generelt Særeftersynets formål og filosofi Formål med særeftersynet Filosofi Særeftersyn gennemføres oftest, når der er konstateret større skader, eller når der er en begrundet formodning om større skader, hvis årsag og/eller omfang og/eller konsekvenser ikke umiddelbart kan konstateres. Filosofien bag bygværksadministration baseret på generaleftersyn kombineret med særeftersyn er, at de første synlige skadetegn afventes, før der udføres særeftersyn og iværksættes reparation/forebyggende tiltag. Dette anses for en forsvarlig filosofi for Vejdirektoratets almindelige bygværker, der generelt er robuste i designet, dvs. sandsynligheden for svigt forårsaget af skader, der ikke opdages ved et visuelt generaleftersyn, er meget lille. Erfaringsmæssigt vil det samlede skadeomfang på særeftersynstidspunktet kun udgøre en mindre %-del af konstruktionen, mens den største del stadig vil være uskadt. I mange tilfælde vil den uskadte del også være uden risiko for fremtidige skader, men der kan også være et behov for forebyggende tiltag. Skaderne i de skadede områder kan til gengæld ofte være fremskredne. Når eftersynsingeniøren udfører et generaleftersyn, opstiller han samtidig en hypotese for skadeårsag og -omfang. I forlængelse heraf vurderes reparationsmetoden og budgettet. I mangel af mere detaljerede oplysninger vil vurderingen være domineret af tilstanden af de skadede konstruktionsdele. Det tidspunkt, der foreslås for iværksættelsen af reparationerne, er i konsekvens heraf som oftest "snarest muligt". Men det optimale reparationstidspunkt og de økonomiske konsekvenser af en reparation er ikke nødvendigvis bestemt alene ud fra tilstanden af de synligt skadede områder. Det faktisk forekommende skadeomfang kan desuden være betydeligt større end det umiddelbart synlige. Samtidig kan der være flere grundlæggende forskellige løsninger til samme problem. En visuel vurdering er derfor ikke tilstrækkelig til at vurdere den optimale løsning. Dette kræver objektive målinger udført på konstruktionen, efterfulgt af en vurdering af fremtidig skadeudvikling og dennes indflydelse på bygværkets holdbarhed og sikkerhed. Målingerne vil ofte kun kunne gennemføres ved destruktive indgreb i konstruktionen. Da det samtidig af samfundsøkonomiske hensyn er nødvendigt at reparere både teknisk og økonomisk optimalt ikke blot her og nu, men over en længere tidshorisont, udmeldes derfor et særeftersyn, DANBRO Særeftersyn

17 Del I: Introduktion og definitioner 3. Teknisk beskrivelse 3.1 Generelt 3-7 når de første alvorlige skadetegn observeres i forbindelse med et generaleftersyn. Formål Særeftersynets formål er i konsekvens heraf defineret som følger: 1. Fastslå skadeart, -årsag og -omfang samt vurdere den forventede skadeudvikling i tilfælde af, at der ikke gribes ind. 2. Vurdere, prissætte og sammenligne væsensforskellige reparationsalternativer over en periode på 50 år. 3. For hvert af disse reparationsalternativer vurdere dels, hvornår reparationen skal iværksættes for at være optimal, dels de tekniske og økonomiske konsekvenser ved at udskyde reparationerne i 5 år i forhold til det optimale. Ud over at danne baggrund for valg af den optimale reparationsstrategi for hvert enkelt bygværk indgår de udarbejdede økonomiske vurderinger desuden i en overordnet prioritering og iværksættelse af reparationsarbejderne for samtlige Vejdirektoratets bygværker. Efterfølgende afsnit beskriver mere detaljeret, sammen med Vejreglen "Eftersyn af bygværker", Vejdirektoratet, Vejregeludvalget, November 1994, hvordan særeftersyn planlægges, udføres og rapporteres. Vejreglen "Eftersyn af bygværker" findes som bilag til manual 3, Generaleftersyn og betegnes i de efterfølgende afsnit blot som Vejreglen. Nærværende DANBRO-manual for særeftersyn skal betragtes som Vejdirektoratets udmøntning af de generelle retningslinjer i Vejreglen Fælles videngrundlag og grundlæggende krav På flere områder er det aktuelle videngrundlag ikke tilstrækkeligt. Desuden er der i en række tilfælde et varierende erfaringsgrundlag og en forskellig opfattelse af, hvordan nedbrydning sker. I en række andre tilfælde er der derimod en generel enighed. Udførelsen af særeftersyn medvirker - udover til at opfylde sit hovedformål - også til at øge det fælles videngrundlag, idet erkendelsen af et ufuldstændigt vurderingsgrundlag naturligvis skal følges op af en indsats for at øge videnniveauet. DANBRO Særeftersyn

18 3-8 Del I: Introduktion og definitioner 3. Teknisk beskrivelse 3.1 Generelt Det er derfor nødvendigt i disse tilfælde at definere et fælles grundlag som udgangspunkt for dels den enkelte rapportering dels med henblik på at forbedre videngrundlaget. Følgende af manualens problemstillinger er der bred enighed om udgør et acceptabelt grundlag for videre udvikling 1 og 2 : 1 Nedbrydning sker i trin med reference til de krav til reparation, der er forbundet med hvert enkelt nedbrydningstrin (se afsnit 3.3.1). 2 Udviklingen af AKR/frostskader sker med faste tidsintervaller mellem skadetrin (se afsnit 3.7.1). 3 En differentieret opfattelse af kritiske kloridgrænser om end der er varierende synspunkter med hensyn til specifikke værdier. De anvendte værdier er fastlagt af Vejdirektoratet som vejledende værdier. Det pointeres dog, at et sammenhængende sæt af måledata (EKP- og kloridmåling samt ophugninger), der i den enkelte sag dokumenterer andre grænser, til hver en tid gælder forud for de anbefalede værdier (se afsnit 3.6). De tre punkter fremstår som det aktuelle fælles grundlag, som ikke uden en særlig dokumentation kan fraviges i forbindelse med gennemførelsen af særeftersyn. Uenighed kan i sig selv indikere, at der er brug for nærmere overvejelser 3. 1 Særeftersyn skal øge videngrundlaget Udførelsen af særeftersyn og vurdering af restlevetiden af betonkonstruktioner er forbundet med usikkerhed. Dette skyldes primært, at erfaringerne med at vurdere og dokumentere nedbrydningsforløbet for en betonkonstruktion er for begrænsede. Et af målene med manualen er at give et fælles accepteret grundlag for den videre udvikling af særeftersynet. 2 Fælles videngrundlag: Enighed og uenighed På enkelte punkter er der uenighed og modstrid i opfattelsen af et bestemt emne. Uenigheder er der f.eks. med hensyn til bedømmelsen af revner og brugen af korrosionshastighedsmåling. Dette påvirker ikke udførelsen af fremtidige særeftersyn, idet det pointeres, at det stadig er de resultater, der indsamles i forbindelse med det enkelte eftersyn, der er afgørende for vurderingerne. For eksempel vil et postulat som Der er ikke grundlag for generelt at forvente omfattende korrosionsangreb på en broplades oversidearmering i mange tilfælde kunne eftervises ved måling ikke at være korrekt. Da postulatet imidlertid i andre tilfælde kan eftervises at være korrekt, betyder dette, at der ikke eksisterer et tilstrækkeligt erfaringsgrundlag med hensyn til miljøbelastningen af fugtisolerede broplader. 3 Varierende videngrundlag DANBRO Særeftersyn

19 Del I: Introduktion og definitioner 3. Teknisk beskrivelse 3.1 Generelt 3-9 Desuden er der en række grundlæggende krav, som skal følges i hvert enkelt tilfælde som nedenfor beskrevet. Grundlæggende krav Manualen opstiller følgende grundlæggende krav til udførelsen af et særeftersyn: 1. Restlevetidsvurdering må ikke baseres på et intuitivt grundlag. 2. Der skal foretages en levetidsanalyse med udgangspunkt i trinkurven, se side Der skal udføres et minimumsomfang af prøvning for at dokumentere vurderingerne. Dette krav opfylder samtidig Vejdirektoratets intention om at opbygge en erfaringsdatabase, der med tiden vil kunne være udgangspunkt for en mere statistisk vurdering og dokumentation af nedbrydningshypoteserne. 4. Der skal anvendes faste kloridgrænser i givne situationer. 5. Der skal gennemføres en følsomhedsanalyse, der forholder sig til konsekvenserne af variationer af de indgående parametre (levetidsestimater, kloridgrænser osv.) Kloridprøvninger skal planlægges, udtages, analyseres og rapporteres ved at anvende kloridinstruksen i bilag 1. I bilag 2 ses et eksempel på dynamisk planlægning af særeftersyn af en overbygning. I bilag 3 til bilag 6 ses uddrag af 4 særeftersynsrapporter. De 4 eksempler er alle baseret på uddrag af eksisterende særeftersyn, der er rapporteret på traditionel vis. Eksemplerne kan ikke bruges som eksempler på udarbejdelsen af en særeftersynsrapport, men udelukkende som eksempler på de overvejelser, der skal foretages i forbindelse med udarbejdelsen af denne Eftersynstyper Særeftersyn omfatter tekniske og økonomiske eftersyn. I DANBRO opereres med to kombinationer benævnt: Type A: Teknisk og økonomisk særeftersyn Denne type særeftersyn udføres, når skadeart, -årsag og Uenighed giver anledning til generelt at konstatere, at her er erfaringsgrundlaget så varierende eller spinkelt, at særeftersynet i det aktuelle tilfælde skal udføres med en særlig opmærksomhed for at minimere risikoen for at begå fejl. Når der er uenighed, øges kravet til eftervisning af tilstanden i hvert enkelt tilfælde. DANBRO Særeftersyn

20 3-10 Del I: Introduktion og definitioner 3. Teknisk beskrivelse 3.1 Generelt -omfang ikke er beskrevet dækkende ud fra generaleftersynet eller det løbende eftersyn eller fra tidligere udførte særeftersyn. Type B: Økonomisk særeftersyn Økonomisk særeftersyn gennemføres typisk, når skadeart, - årsag og -omfang umiddelbart kan konstateres eller vurderes ud fra generaleftersyn og tidligere gennemførte undersøgelser herunder undersøgelser af lignende skader og erfaringer fra andre tilsvarende bygværker. Økonomisk særeftersyn benyttes typisk til opdatering af tidligere udførte tekniske særeftersyn Teknisk særeftersyn Et teknisk særeftersyn udføres, når en større reparation eller ombygning overvejes, og der er usikkerhed med hensyn til skadeart, - årsag og -omfang, reparationsmetode og -tidspunkt samt økonomi. Der foretages også en registrering af øvrige sekundære skader, som det vil være naturligt at udbedre samtidig med de primære skader. Usædvanlige hændelser Periodiske eftersyn Særlige aktiviteter Særeftersynet udføres også som supplement til indberetninger fra det løbende eftersyn om større skader, når bygværket har været udsat for usædvanlige klimatiske påvirkninger (oversvømmelser, isgang, etc.) eller usædvanlige belastninger (påkørsler, påsejlinger, brand, behov for/konstateret midlertidig overbelastning, midlertidig grundvandssænkning etc.). Endelig udføres også periodiske undersøgelser og overvågninger af mere specielle bygværker, f.eks. inspektion for udmattelsesrevner i stålkonstruktioner eller kontrolmålinger (sætninger, deformationer etc.). Sådanne eftersyn betegnes også tekniske særeftersyn, men er i øvrigt ikke behandlet nærmere i efterfølgende afsnit. Særeftersynet indebærer normalt behov for at anvende specielt værktøj, særligt måleudstyr, særligt adgangsgrej eller særlig ekspertise for at fastlægge skadeart, -årsager eller -omfang Økonomisk særeftersyn Et økonomisk særeftersyn udføres for at give et beslutningsgrundlag for prioritering og iværksættelse af større udbedringsarbejder ud fra på forhånd fastlagte skadearter, -årsager og -omfang. Ud fra oplysninger fra et teknisk særeftersyn og/eller ud fra erfarin- DANBRO Særeftersyn

21 Teknisk beskrivelse 3.1 Generelt ger fra tidligere gennemførte undersøgelser på samme eller tilsvarende konstruktioner vurderes forskellige udbedringsmuligheder og de dertil svarende levetider for de enkelte konstruktionselementer. Udbedringsstrategier På baggrund af ovenstående opstilles 1-3 principielt forskellige relevante udbedringsstrategier. Som udgangspunkt skal strategierne omfatte de konstruktionselementer, der er omfattet af rekvisitionen af særeftersynet. Hvis valg af udbedringsstrategi for disse elementer har indflydelse på reparationsstrategier for naboelementer, skal disse andre elementer inddrages i den økonomiske analyse. Der kan eventuelt opstilles flere sæt udbedringsstrategier for helt uafhængige reparationsarbejder på samme bro. Det er i så fald et krav, at alle udbedringsstrategier i det ene sæt er helt uafhængige af alle udbedringsstrategier i det andet sæt. Hvis ikke dette er opfyldt, må der kun opstilles et sæt strategier, jf. i øvrigt side Valg af strategi Særlige forhold Efter en prissætning af de enkelte reparationsarbejder og de dertil svarende trafikantgeneomkostninger beregnes for hver strategi nutidsværdien af de samlede omkostninger inden for en tidshorisont på 50 år. Den strategi, der har den laveste nutidsværdi, er under de givne forudsætninger den teknisk/økonomisk optimale og vil normalt være den, der anbefales gennemført. Det økonomiske særeftersyn skal være baseret på resultaterne af et teknisk særeftersyn. Økonomiske særeftersyn kan eventuelt baseres på et tidligere teknisk særeftersyn, hvis dette er mindre end 5 år gammelt. I modsat fald skal det eksisterende tekniske særeftersyn opdateres. DANBRO Særeftersyn

22 3-12 Del II: Planlægning og udførelse af særeftersynet 3. Teknisk beskrivelse 3.1 Generelt Del II: Planlægning og udførelse af særeftersynet I denne del af den tekniske beskrivelse defineres proceduren for planlægning og gennemførelse af særeftersynet. DANBRO Særeftersyn

23 Del II: Planlægning og udførelse af særeftersynet Teknisk beskrivelse 3.2 Bygværksbestyrerens planlægning 3.2 Bygværksbestyrerens planlægning Lister over særeftersyn Tidspunkt for eftersyn Fra DANBROs generaleftersynsmodul udskrives lister over de særeftersyn, der er bedt om. Særeftersyn udføres normalt året efter det generaleftersyn, hvor behovet er registreret, og under alle omstændigheder senest året før det reparationstidspunkt, der er angivet i generaleftersynsrapporten. Dette er nødvendigt af hensyn til prioritering og budgettering. Samtidig muliggør forskydningen mellem særeftersyn og reparation, at den mellemliggende vinter kan benyttes til projektering af reparationen i tilfælde af at reparationen faktisk bliver valgt til gennemførelse. Markundersøgelser udføres normalt bedst i sommerhalvåret. Mange undersøgelser kan dog gennemføres stort set hele året. Udførelsesperioden bør være så tilpas lang, at vejret ikke forhindrer gunstige betingelser for registrering af skaderne. Rekvisition Yderligere oplysninger Bygværksbestyreren skal i sin rekvisition af særeftersynet angive, hvad årsagen er til, at eftersynet sættes i gang, og hvilke konstruktionselementer der skal ses efter (samt om der skal foretages et orienterende eftersyn af de øvrige konstruktionsdele for skader som det vil være hensigtsmæssigt at udbedre sammen med de skader der foranledigede eftersynet). Om muligt skal bygværksbestyreren og særeftersynsingeniøren foretage en fælles besigtigelse for at sikre, at man er helt enige om, hvad eftersynet skal omfatte. I forbindelse med rekvisitionen skal bygværksbestyreren forsyne særeftersynsingeniøren med følgende: Rapporter fra alle hidtil udførte generaleftersyn (HUSK: De oplysninger, der kan indhentes via historikken, medvirker til at præcisere levetidskurvens forløb). Detaljerede trafiktællinger (inkl. døgnvariation, retningsfordeling, andel af store køretøjer mv.) for de strækninger, der kan blive trafikmæssigt berørt i forbindelse med de forskellige udbedringsstrategier. For statsveje og de fleste amtsveje kan oplysningerne slås op i Vejdirektoratets statistiksystem MASTRA. Den fremtidige forventede ændring i trafikken (normalt udtrykt som årlig stigning i procent), som særeftersynsingeniøren skal regne med. Trafikøkonomiske enhedspriser, der skal benyttes ved den økonomiske analyse. Eventuelle øvrige oplysninger om forhold, der kan have indflydelse på valg af udbedringsstrategi, f.eks. ændringer i belast- DANBRO Særeftersyn

24 3-14 Del II: Planlægning og udførelse af særeftersynet 3. Teknisk beskrivelse 3.2 Bygværksbestyrerens planlægning ningsforudsætningerne, bindinger med hensyn til nødvendige ombygninger/reparationer, forhold til andre myndigheder/lodsejere. Tegninger og andet relevant materiale, der beskriver de eksisterende forhold. Oplysninger om eventuelle tidligere udførte undersøgelser, der kan være relevante, herunder eventuelle eksisterende særeftersynsrapporter. I de tilfælde, hvor der ikke foreligger tilstrækkelige oplysninger om trafikken, skal bygværksbestyreren oplyse, hvordan særeftersynsingeniøren skal forholde sig. Der er forskellige muligheder: Der kan foretages trafiktællinger i forbindelse med særeftersynet. Bygværksbestyreren kan beslutte, hvilken trafikmængde inkl. døgnfordeling, der skal regnes med. Bygværksbestyreren kan undtagelsesvis beslutte, at der ikke skal indregnes trafikantgeneomkostninger. DANBRO Særeftersyn

25 Del II: Planlægning og udførelse af særeftersynet Teknisk beskrivelse 3.3 Særeftersynsingeniørens planlægning 3.3 Særeftersynsingeniørens planlægning Særeftersynets omfang Grundlag Planlægning af undersøgelser Tegninger og tekniske rapporter fra udførelsen og fra tidligere gennemførte reparationer samt generaleftersynsrapporter er vigtige hjælpemidler ved planlægningen. Mulige svagheder og fejl både projekt- og udførelsesmæssige skal lokaliseres, og her vil sådant arkivmateriale kunne indeholde oplysninger, der afslører, hvorfor og hvornår skaden er opstået. Det skal desuden søges klarlagt, om skadernes primære årsag er af statisk eller materialeteknologisk art, og om de hidrører fra forhold omkring projektering, udførelse, drift eller påvirkninger. Den detaljerede planlægning af særeftersynet tager sit udgangspunkt i bygværkets historik, konstruktive opbygning og aktuelle tilstand, som samlet danner baggrund for opstilling af en hypotese vedrørende broens tilstand og reparationsbehov. Hypotesen opstilles først, når særeftersynsingeniøren har orienteret sig i basismaterialet om bygværket og har foretaget en orienterende besigtigelse. Om muligt skal denne besigtigelse foretages sammen med bygværksbestyreren som beskrevet i afsnit 3.2. Ved besigtigelsen skal samtidig vurderes, om rekvisitionen er dækkende. Hvis der er behov for supplering, skal det aftales med bygværksbestyreren, inden den detaljerede planlægning færdiggøres. Særeftersynet skal herefter planlægges med henblik på at eftervise hypotesen inden for en given statistisk sikkerhed, der er bestemt af bygværksbestyreren. Eftervisningen af hypotesen (herunder specielt vurdering af skadeårsager, nedbrydningshastighed og -omfang) skal baseres på objektive målinger. Det betyder f.eks., at hvis man vurderer, at der er risiko for kloridinitieret armeringskorrosion, skal man måle kloridindholdet passende steder i konstruktionen. Som støtte for vurderingerne og opstillingen af levetidskurven er der i de følgende afsnit gennemgået en række problemstillinger og forhold, som er karakteristisk for brokonstruktioner. I bilag 2 er vist et eksempel på planlægning af et særeftersyn. Særeftersynets grundelement er opstillingen af konstruktionens levetidskurve Generelt vil nedbrydningen oftest (på simplificeret form) kunne beskrives ved én af kurverne i figur 3-1: A. På et tidspunkt (ved udløbet af initieringsperioden) begynder DANBRO Særeftersyn

26 3-16 Del II: Planlægning og udførelse af særeftersynet 3. Teknisk beskrivelse 3.3 Særeftersynsingeniørens planlægning nedbrydningen, der herefter udvikler sig med konstant hastighed. B. Nedbrydningen udvikles i spring, adskilt af perioder med ingen eller meget ringe nedbrydning. C. Nedbrydningen udvikles til et vist stade, hvorefter den går i stå. Figur 3-1 Forskellige skadeudviklingsforløb Formålet med undersøgelserne kan beskrives som at bestemme, hvilken udviklingskurve der er tale om, hvor på kurven bygværket befinder sig nu, og hvor knækpunkterne befinder sig. Kurverne bruges også i forbindelse med opstilling af udbedringsstrategier, idet det ofte vil være optimalt at gribe ind lige før et knækpunkt, hvor der indtræder et spring i skadeudviklingen, jf. afsnit Ligeledes knytter der sig en bestemt reparationsmetode/-type til hvert trin på levetidskurven. I figuren skal "nedbrydning" forstås som en kombination af nedbrydning af konstruktionsmaterialerne og den statiske betydning heraf. Fastlæggelse af kurvens form (placering af knækpunkterne) kræver således både en vurdering af nedbrydningshastigheden og de statiske konsekvenser af nedbrydningen. DANBRO Særeftersyn

27 Del II: Planlægning og udførelse af særeftersynet Teknisk beskrivelse 3.3 Særeftersynsingeniørens planlægning Antal stikprøver og placering Planlægningen skal baseres på opstilling af en hypotese og en efterfølgende eftervisning af denne baseret på et statistisk grundlag. 4 Desuden skal planlægningen foretages med det udgangspunkt, at registreringen af skadeomfanget skal være så detaljeret, at man for hver udbedringsstrategi kan fastlægge det rigtige reparationsomfang til brug ved den økonomiske analyse. Samtidig skal registreringerne være tilstrækkeligt dækkende til brug ved den senere detailprojektering. 4 Relevante hypoteser Erfaringer med eftersyn af danske betonkonstruktioner viser, at de relevante hypoteser for nedbrydning af beton generelt kan sammenfattes i følgende: Konstruktionen eller konstruktionsdelen er under nedbrydning eller risikerer i fremtiden at ville nedbrydes på grund af: 1 Frostpåvirkning 2 Alkalikiselreaktioner 3 Karbonatiseringsinitieret korrosion 4 Kloridinitieret korrosion 5 Konstruktive mangler der kan skyldes uhensigtsmæssigt design eller udførelsesfejl. Nedbrydningen kan udvikle sig efter flere hypoteser samtidig (f.eks. 1+2 eller 4+5). DANBRO Særeftersyn

28 3-18 Del II: Planlægning og udførelse af særeftersynet 3. Teknisk beskrivelse 3.3 Særeftersynsingeniørens planlægning Statistiske metoder Undersøgelsesomfanget skal i hvert enkelt tilfælde fastlægges således, at det efterfølgende ved anvendelse af statistiske metoder er muligt at udtale sig om sikkerheden på de økonomiske estimater. 5 Man skal eksempelvis kunne udtale sig om usikkerheden på de gjorte registreringer som en kombination af usikkerheden på målemetoden og den naturlige variation i den parameter, man måler, samt den usikkerhed, dette medfører på det økonomiske overslag. I bilag 7 er angivet en metode til at foretage de statistiske vurderinger. Krav til prøvningsomfang Den aktuelle viden om nedbrydning af danske betonbroer er så omfattende, at der i langt de fleste særeftersyn vil være tale om eftervisning af en på forhånd opstillet hypotese for nedbrydningen af den aktuelle konstruktion. De fleste særeftersyn vil derfor normalt kunne udføres inden for relativt snævre rammer. 6 5 Valget af prøvningsomfang skal baseres på en vurdering af den forventede gevinst Prøvning udføres for at øge sikkerheden i vurderingerne af skadetilstanden og -omfanget og efterfølgende sikkerheden i reparationsbudgettet. Specielt er der behov for at øge sikkerheden med hensyn til såkaldt gråzoneområder. Gråzoneområder er områder, hvor skader er initieret eller risikerer at blive initieret inden for en nærmere tidshorisont uden endnu at have udviklet synlige eller direkte målelige tegn på nedbrydning. Det kan eksempelvis være korrosion som følge af kloridindtrængning. Gråzoneområder har ofte stor betydning for strategivalget skal strategien fastlægges som en her-og-nu strategi, der sigter på at reparere skadede områder og forebygge skader i gråzoneområderne? Eller kan reparationen med fordel udskydes til det tidspunkt, hvor skaderne har udviklet sig i gråzoneområderne? Ved fastlæggelsen af et prøvningsomfang vil der skulle foretages en vurdering af den sikkerhed, der er forbundet med at udføre en bestemt type prøver i et bestemt antal er alle skader fundet og alle risikoområder afdækket? Derpå kan der være behov for en vurdering af den gevinst, der vil være forbundet med at øge prøvningsomfanget i forhold til den deraf følgende øgede omkostning til prøvning. 6 Prøvningsomfanget kan ikke fastlægges på forhånd Prøvning er som udgangspunkt en iterativ proces, hvor hvert resultat medvirker til at bestemme det videre prøvningsomfang. Fremgangsmåden er hensigtsmæssig, dels for at få en intelligent og økonomisk forsvarlig prøvning, dels på grund af erkendelsen af, at en betonkonstruktion kan være udført med stærkt varierende kvalitet, der kræver individuel vurdering. Prøvningsomfanget kan derfor ikke fastlægges entydigt på forhånd. Enhver på forhånd fastsat binding eller fast regel for udførelse af prøvning er - som udgangspunkt - ikke teknisk optimal. Tilstanden af den aktuelle konstruktion samt de tekniske og økonomiske usikkerheder, der kan accepteres i det enkelte tilfælde, er afgørende, jf. eksemplet i bilag 2. 7 Valg af prøvningsområder DANBRO Særeftersyn

29 Del II: Planlægning og udførelse af særeftersynet Teknisk beskrivelse 3.3 Særeftersynsingeniørens planlægning Omvendt skal det også sikres, at det manglende videngrundlag med hensyn til nedbrydningen af specielt broplader til stadighed øges gennem den udførte prøvning. Dette kræver, at prøvningen udføres inden for givne minimumsrammer. 7 De fleste særeftersyn rekvireres på baggrund af enten en korrosions- eller AKR/frosthypotese. Hypotesen vil være bestemmende for valg af prøvningsmetoder. Valg af prøvningsmetoder bestemmes som følger: 1. Korrosion: Prøvningen planlægges i henhold til afsnit AKR/frost: Prøvningen planlægges i henhold til afsnit En statistisk vurdering af prøvningsomfanget foretages herefter, f.eks. som beskrevet i bilag 7. Hvis der af en med Vejdirektoratet aftalt årsag ikke anvendes en statistisk baseret planlægning, har Vejdirektoratet fastlagt et minimum-prøvningsomfang jf. skemaerne i tabel 1og 2 nedenfor. Hvis der ikke er krav til den pågældende prøvning, kan denne udføres efter aftale med bygværksbestyreren. Som udgangspunkt opstilles der én samlet hypotese for hele særeftersynet. Når der udvælges steder, hvor der skal foretages nærmere undersøgelser, skal der tages hensyn til, at undersøgelsen skal være så repræsentativ som mulig. Udover at foretage undersøgelser de steder, hvor skaderne ser værst ud, og hvor der erfaringsmæssigt vil være de værste skader, skal man også efterse steder, der umiddelbart ser uskadte ud, i nødvendigt omfang. For at kunne fastlægge udbredelsen af de skadede områder vil det ofte være nødvendigt også at undersøge området herimellem. DANBRO Særeftersyn

30 3-20 Del II: Planlægning og udførelse af særeftersynet 3. Teknisk beskrivelse 3.3 Særeftersynsingeniørens planlægning Detalje EKPmåling/ Korrosionshastighedsmåling Dæklagsmåling og bankning med hammer Kloridmåling* Karbonatiseringsmåling** Ophugninger* Borekerner *** Fugtmåling**** Søjler 100 % 100 % 3 profiler Min. 3 stk. Min. 3 stk. Min. 1 stk. Kantbjælker 100 % 100 % 3 profiler Min. 2 stk. Min. 2 stk. Min. 1 stk. Bropladeundersider 3 profiler Min. 3 stk. Min. 3 stk. Min. 1 stk. Bropladeoversider Fløje og endeunderstøtninger Skal udføres i et individuelt fastlagt omfang Ingen krav Ingen krav Skal udføres i et individuelt fastlagt omfang I hver ophugning I hver ophugning Ingen krav Ingen krav Ingen krav Ingen krav Min. 1 stk. Ingen krav Ingen krav Ingen krav Min 1 stk. Min 1 stk. Min 1 stk. Min 1 stk. Ingen krav Tabel 3-1 Prøvningsomfang, hvor der ikke anvendes statistisk baseret planlægning, på konstruktioner med skadehypotese: Korrosion Detalje Fugtmåling**** Søjler 100% 100% 3 profiler Min. 3 stk. Min. 3 stk. Kantbjælker Ingen krav 100% 3 profiler Min. 2 stk. Min. 2 stk. Bropladeundersider Ingen krav I områder 2 profiler Min. 3 stk. Min. med revner 3 stk. Bropladeoversider Fløje og endeunderstøtninger Ingen krav Ingen krav i US Ingen krav I hver ophugning Ingen krav Ingen krav EKPmåling/ Korrosionshastighedsmåling Dæklagsmåling og bankning med hammer Kloridmåling* Karbonatiseringsmåling** Ophugninger* Borekerner *** Min. 1 stk. Min. 1 stk. Min. 3 stk. Ingen krav Ingen krav Min. 1 stk. Ingen krav Ingen krav Ingen krav Min 1 stk. Min 1 stk. Min 1 stk. Min 1 stk. Ingen krav Tabel 3-2 Prøvningsomfang, hvor der ikke anvendes statistisk baseret planlægning, på konstruktioner med skadehypotese: AKR/frost Noter til Tabel 3-1 og Tabel 3-2: DANBRO Særeftersyn

31 Del II: Planlægning og udførelse af særeftersynet Teknisk beskrivelse 3.3 Særeftersynsingeniørens planlægning Andre prøvningsmetoder * Udtagningsstederne vælges i henhold til de udførte EKPmålinger, således at tilstanden i alle korrosionsklasser (f.eks. ingen korrosion, risiko for korrosion og korrosion) eftervises - dog med højst 1/3 af prøverne placeret i skadede områder. Kloridmålingerne udføres i henhold til kloridforskriften, se bilag 1. ** Hvis karbonatiseringsdybden er mere end 10 mm, skal målingen bestå af en serie af minimum 10 enkeltmålinger, f.eks. ved at foretage en måling pr. 20 mm langs hele randen af en ophugning. *** Borekernerne bruges dels til generel vurdering af betonen (makrobeskrivelse samt i nødvendigt omfang suppleret med egentlige petrografiske analyser for at underbygge skadehypoteserne og bl.a. vurdere frostrisikoen) dels til måling af fugtprofilet. Borekernerne skal dække hele betontværsnittet (boret helt igennem eller udtaget i to stykker fra henholdsvis over- og underside) og have en længde på minimum 250 mm. **** Se afsnit nedenfor om fugtmåling. En række prøvningsmetoder f.eks. Impact Echo, smash, Radar, måling af restaktivitet er ikke nævnt. Dette skyldes, at der normalt ikke er behov for sådanne avancerede metoder. I en række tilfælde vil de alligevel med fordel kunne anvendes, hvilket i givet fald skal diskuteres med Vejdirektoratet. Undersøgelser af kabler er heller ikke nævnt, idet de i øjeblikket eksisterende metoder anses for tilstrækkelige. Dog skal prøvningsomfanget ved undersøgelser af kabler vurderes efter samme statistiske grundlag som ovenfor beskrevet. Der henvises desuden til Vejreglen, som i bilag S1 har et katalog med beskrivelse af en række andre relevante undersøgelsesmetoder for de forskellige konstruktionsmaterialer. Metoderne omfatter både oversigtsgivende og detaljerede undersøgelser på stedet og laboratorieundersøgelser. Brug af andre undersøgelsesmetoder skal ske på grundlag af særeftersynsingeniørens erfaring og vurdering af, hvilke metoder der i det enkelte tilfælde kan supplere de i tabel 1 og 2 nævnte metoder. Se i øvrigt afsnit om planlægning af undersøgelserne. Hvis der skal sammenlignes med tidligere målinger på samme eller andre konstruktioner, skal man normalt sørge for at bruge samme målemetode, som er brugt ved de tidligere målinger. Hvor vand siver gennem konstruktionsdele under tryk, eller hvor DANBRO Særeftersyn

32 3-22 Del II: Planlægning og udførelse af særeftersynet 3. Teknisk beskrivelse 3.3 Særeftersynsingeniørens planlægning bygværker er funderet på træpæle, kan det desuden være af stor betydning at få lokaliseret (grund)vandspejlets beliggenhed. Eventuelt bør grundvandspejlets variationer følges ved grundvandspejlinger over en længere periode. Måling af fugtindhold Måling af betonens fugtindhold skal ske på de udborede kerner, og følgende værdier skal som minimum registreres: 1. Aktuelt vandindhold 2. Maksimalt vandindhold 3. Kapillær vandmætningsgrad 4. Trykvandmætningsgrad Forud for målingen af fugtindholdet skal kerner neddeles i passende skiver, således at betonens fugtprofil efterfølgende kan optegnes. Måling af fugtindhold og problematikken omkring måling af fugtindhold er beskrevet i bilag 11. Et eksempel på prøvningsplanlægning er vedlagt i bilag 2. Eksempelvis kan varierende betonkvalitet og dæklag medføre behov for flere prøver. 8 8 Varierende betonkvalitet og dæklag kan medføre behov for flere prøver Erfaringerne viser, at nogle konstruktioner er udført med store variationer både i betonkvalitet og dæklagstykkelser. Det kan give anledning til en forøgelse af prøvningsomfanget. Eksempel: På en kantbjælke måles dæklaget i 3 områder. Der blev målt følgende dæklag: Område Serie Målinger mm (gennemsnit af 6 målinger i hver serie) Gennemsnit/ Spredning mm 42/5,7 49/2,8 53/1,4 Hvis det antages, at måleomfanget havde været begrænset til serie 1, og det samtidig antages, at en levetidsberegning baseret på dette dæklag viser, at korrosion vil blive initieret om 1 år (for de mindste dæklag allerede initieret), ville konklusionen for det samme målte kloridprofil have været 11 år, hvis serie 2 var blevet udvalgt som måleområde, og 24 år, hvis serie 3 var blevet udvalgt. Forslagene til reparationsstrategier vil blive meget forskellige i de 3 tilfælde. DANBRO Særeftersyn

33 Del II: Planlægning og udførelse af særeftersynet Teknisk beskrivelse 3.3 Særeftersynsingeniørens planlægning Eksempler på fastlæggelse af prøvningsomfang I bilag 3 er vist et eksempel, hvor de økonomiske faktorer bruges til at vurdere, hvilke parametre der har betydning for valget af strategi og dermed betydning for det krævede prøvningsomfang. I bilag 7 er beskrevet et eksempel på en statistisk baseret fremgangsmåde i forbindelse med fastlæggelsen af prøvningsomfang. Særlige forhold Når der anvendes destruktive undersøgelsesmetoder, skal det vurderes, om der er risiko for, at disse svækker konstruktionen statisk eller holdbarhedsmæssigt. Som eksempel kan nævnes, at i stålkonstruktioner bør det så vidt muligt undgås at udtage prøver i hårdt påvirkede snit - især i udmattelsespåvirkede konstruktionsdele. For betonkonstruktioner kan nævnes, at særeftersynsingeniøren især skal tage sig i agt for ikke at skade hovedarmering væsentligt og forspændingsarmering i særdeleshed. Begrænsning af prøvningsomfanget I forbindelse med planlægningen af prøvningsomfanget skal bemærkes, at omfanget ofte på forhånd søges begrænset af forskellige årsager - trafikale årsager f.eks. eller (ofte rent intuitivt) for at begrænse omkostningerne. Sådanne årsager alene må aldrig lægges til grund for en begrænsning af et prøvningsomfanget. En begrænsning af et prøvningsomfang må kun træffes af bygværksbestyreren. Valget skal i givet fald ske på baggrund af en opstilling af det korrekte prøvningsomfang, indeholdende en vurdering af konsekvenserne ved at begrænse omfanget. Dynamisk planlægning/hvis hypotesen ikke kan eftervises På baggrund af de erfaringer, der foreligger med hensyn til nedbrydning af brokonstruktioner i Danmark, vil det som ovenfor beskrevet som oftest være muligt at planlægge eftersynet relativt detaljeret på forhånd. MEN: Et særeftersyn er netop udmeldt, fordi væsentlige elementer i vurderingen af bygværket er mangelfulde. Hvis der under særeftersynet afdækkes forhold, der kræver dokumentation ud over de aftalte rammer, eller den opstillede hypotese ikke kan eftervises, kontaktes bygværksbestyreren. Planlægning og udførelse af et særeftersyn skal opfattes som en iterativ proces, hvor den viden, man opnår undervejs, bruges til at justere planlægningen af de efterfølgende aktiviteter, således at særeftersynets overordnede formål at opstille en reparationsstrategi med tilhørende økonomi kan opfyldes. Et særeftersyn må ikke efterlade uklarheder DANBRO Særeftersyn

34 3-24 Del II: Planlægning og udførelse af særeftersynet 3. Teknisk beskrivelse 3.3 Særeftersynsingeniørens planlægning med hensyn til tilstanden eller fungere som et oplæg til yderligere eftersyn. Princippet dynamisk planlægning er illustreret i Figur 3-2. Generaleftersyn. Hypotese / forventet reparation Orienterende eftersyn. Indsamling og studium af baggrundsmateriale Hypotesen afvist eller ikke fuldt bekræftet Evt. revision af hypotese om skadeart, -årsag og -omfang Planlægning og udførelse af prøvning, der kan bekræfte eller tilbagevise hypotesen Analyse af prøvningsresultater Hypotesen bekræftet Konklusion vedrørende skadeårsag og -omfang Figur 3-2 Princip for dynamisk planlægning af teknisk særeftersyn Dette princip betyder normalt, at særeftersynsingeniøren er nødt til at være på stedet under prøveudtagning, og at der så vidt muligt skal bruges prøvningsmetoder, der giver resultatet på stedet, så man kan indrette den fortsatte prøvning efter de første måleresultater. Hvis laboratorieprøver, der ikke kan færdiggøres med det samme, efterfølgende viser resultater, der ikke stemmer med særeftersynsingeniørens hypotese, må man revidere hypotesen igen, planlægge og udføre supplerende prøvninger osv., indtil hypotese og registreringer stemmer overens. Slutresultatet er en konklusion om skadeårsager og skadeomfang, der er underbygget af objektive registreringer. DANBRO Særeftersyn

35 Del II: Planlægning og udførelse af særeftersynet Teknisk beskrivelse 3.3 Særeftersynsingeniørens planlægning Registrering af øvrige skader I tilknytning til særeftersynet kan det være hensigtsmæssigt at foretage en visuel registrering af øvrige konstruktionselementer for skader, som det vil være rimeligt og hensigtsmæssigt at udbedre samtidig med udbedring af de skader, der foranledigede særeftersynet. Det aftales med bygværksbestyreren i forbindelse med den indledende besigtigelse. Hver enkelt skade skal i givet fald registreres med hensyn til årsag, omfang og art, idet dette normalt ikke fremgår af generaleftersynsrapporter. Registrering af øvrige forhold I forbindelse med eftersynets udførelse i marken bør man registrere alle øvrige forhold, der kan have betydning for udarbejdelse af dispositionsforslag og senere detailprojekt for udbedringsarbejder. Det drejer sig f.eks. om: Forhold der vedrører trafikafvikling (placering af ramper, kantsten, autoværn og rækværker, gennemkørselsåbninger i midterautoværn, oversigtsforhold mv., der har indflydelse på mulighederne for midlertidig omlægning af trafikken i reparationsperioden) Muligheder for placering af arbejdsplads, materialeoplag mv Bæreevnevurdering I forbindelse med planlægningen skal der tages hensyn til behovet for at foretage bæreevnevurderinger. Da behovet kan variere med resultaterne af undersøgelserne, kan det aftales med bygværksbestyreren, at der først tages stilling til dette, efter at resultaterne af særeftersynet foreligger. Nedenfor er nævnt en række forhold omkring bæreevnevurdering med relevans i forbindelse med særeftersyn. Beregninger Beregningsregler for bære- Markundersøgelserne skal suppleres med statiske vurderinger eller beregninger i nedennævnte tilfælde: Hvis bæreevnen skønnes svækket som følge af konstaterede skader på bygværket. Hvis kritiske snit svækkes ved udtagelse af prøver. Hvis belastningsforudsætningerne planlægges ændret, f.eks. ved opklassificering af en transportrute for tunge transporter. Ved bæreevnevurderingen benyttes vejreglen "Beregningsregler for DANBRO Særeftersyn

36 3-26 Del II: Planlægning og udførelse af særeftersynet 3. Teknisk beskrivelse 3.3 Særeftersynsingeniørens planlægning evnevurdering Probabilistiske beregningsmetoder eksisterende broers bæreevne", Vejdirektoratet, Vejregeludvalget, april 1996 med tilhørende "Beregningsregler for eksisterende broers bæreevne. Revisionshæfte", Vejdirektoratet, Vejregeludvalget, november 2002, der også angiver, hvordan eventuelle nødvendige belastningsrestriktioner håndteres beregningsmæssigt og i praksis (- skiltning). I de tilfælde, hvor den fornødne eller ønskede bæreevne ikke kan dokumenteres at være til stede ved sædvanlige statiske beregninger, kan der ofte med fordel benyttes probabilistiske metoder. Ved hjælp af disse kan kendskabet til de specifikke last- og materialeparametre på det individuelle bygværk i mange tilfælde udnyttes til at eftervise, at det krævede sikkerhedsniveau er overholdt, selv om de sædvanlige grænseværdier i last- og konstruktionsnormer ikke overholdes. Der henvises til Pålidelighedsbaseret klassificering af eksisterende broers bæreevne Vejledning. Vejdirektoratet, VD-rapport 292, Prøvebelastning I særlige tilfælde har bygværket komplekse skader, hvis statiske betydning det kan være vanskeligt at vurdere på grund af usikre forudsætninger - herunder materialeparametre og den statiske beregningsmodel. I så fald bør særeftersynsingeniøren overveje, om der skal udføres en prøvebelastning af konstruktionen som en særlig undersøgelsesmetode. Afhængigt af konstruktionens udformning og skadernes karakter kan prøvebelastning udføres stikprøvevis eller omfatte hele konstruktionen. I nogle tilfælde kan det være tilstrækkeligt at gennemføre simple spændings- eller nedbøjningsmålinger i enkelte snit. Under alle omstændigheder kræver en prøvebelastning en række statiske og trafikale overvejelser og et prøvningsprogram, før den kan iværksættes. Prøvebelastning kan også anvendes til rutinemæssigt at overvåge bygværker i kombination med periodiske tekniske særeftersyn Personale Til ledelse af særeftersyn af bygværker kræves en særeftersynsingeniør, der har stor erfaring inden for det brotekniske område generelt. Hertil kommer, at der kræves et godt overblik over flere andre fagområder, f.eks. skademekanismer og -udvikling, måleteknik og undersøgelsesmetoder samt reparationsteknik. DANBRO Særeftersyn

37 Del II: Planlægning og udførelse af særeftersynet Teknisk beskrivelse 3.3 Særeftersynsingeniørens planlægning Særeftersynsingeniøren skal altså være bredt funderet teknisk set, men skal kende sin begrænsning og i nødvendigt omfang støtte sig til de specialister, der måtte være relevante i det enkelte tilfælde. Der kan være tale om materialeteknologer, laboratorieteknikere, måleteknikere, statikere osv. Til hjælp ved gennemførelse af særeftersynet i marken kræves herudover også ofte specielle fagfolk, f.eks. dykkere og entreprenører med specielt grej og erfarne folk Tidsplan I forbindelse med planlægningen af eftersynet træffer særeftersynsingeniøren aftaler med de udvalgte entreprenører og specialister om udførelse, tidsplan og afregningsbetingelser. Der skal tages hensyn til, at udbedringer efter destruktive prøvninger skal kunne foretages. Male-, fugtisolerings- og belægningsarbejder bør for eksempel kun i nødstilfælde planlægges udført i vinterperioden. Trafikafviklingen kan også give restriktioner, typisk på grund af myldretidstrafik. Ved banetrafik vil der normalt være særlige restriktioner, især hvis eftersynets gennemførelse kræver sporspærring og/eller kørestrømsafbrydelse Budget I forbindelse med planlægning af særeftersyn udarbejdes et økonomisk overslag for eftersynet. Overslaget skal indeholde skøn over udgifter til rådgivende ingeniør, entreprenørassistance, evt. trafikafviklingsforanstaltninger og laboratorier. DANBRO Særeftersyn

38 3-28 Del II: Planlægning og udførelse af særeftersynet 3. Teknisk beskrivelse 3.4 Udførelse 3.4 Udførelse Første fase i udførelsen af den praktiske del af særeftersynet er tilstandsregistreringen. Denne består af observationer og målinger på og omkring bygværket. Dokumentation Udførelse af markundersøgelserne bør i videst muligt omfang dokumenteres med visuel dokumentation i form af fotos, stills fra undervandsvideo, kloak-tv etc. Herudover udfyldes rapporteringsskemaer med registreringer. Med henblik på efterfølgende at kunne følge skadeudviklingen i tilfælde af at skader ikke udbedres med det samme, kan der efter aftale med bygværksbestyreren foretages og dokumenteres udvalgte registreringer så detaljeret, at en eventuel udvikling med sikkerhed kan konstateres. Som eksempler kan nævnes: Måling af revnevidde og udbredelse i længderetningen af udvalgte revner, der identificeres nøjagtigt (opmåling og fotos, evt. markering direkte på konstruktionen). Afrensning af områder med udfældninger, så evt. nye udfældninger kan konstateres. Montering af faste nivellementspunkter og udførelse af udgangsnivellement, så eventuelle sætninger kan konstateres på et tidligt tidspunkt. Hensyn til vejret Armering Retablering Eftersynet skal udføres under hensyntagen til vejret, så observationer foretages, når der er størst mulighed for at vurdere de aktuelle skader. Som eksempler kan nævnes: at fugtisolering med fordel inspiceres et par dage efter kraftige regnvejr at revner i beton med fordel inspiceres, når konstruktionerne er overfladetørre efter et regnskyl at inspektion i en tør sommerperiode, i en langvarig frostperiode eller i regnvejr undertiden kan give observationer, som fører til fejlslutninger. at undervandsinspektion kræver klart og roligt vand at præcisionsnivellementer ikke kan udføres i blæsevejr Før ophugninger eller boringer i beton bør armeringens beliggenhed så vidt muligt lokaliseres på forhånd ved hjælp af en dæklagsmåler. Forspændt armering skal altid lokaliseres ved hjælp af tegninger suppleret med dæklagsmålinger og lokale ophug, så man undgår beskadigelser. Efter destruktive undersøgelser skal undersøgelsesstedet retableres til samme standard som før undersøgelsen medmindre andet afta- DANBRO Særeftersyn

39 Del II: Planlægning og udførelse af særeftersynet Teknisk beskrivelse 3.4 Udførelse les med bygværksbestyreren idet det ikke på eftersynstidspunktet vides, hvornår en reparation vil blive udført. Ledninger Særeftersyn af broer indebærer meget ofte ophugninger i vej- eller stibelægninger eller opgravninger i rabatarealer. Her skal særeftersynsingeniøren være opmærksom på, at der kan ligge ledninger af mange slags under overfladen. Og det er ikke givet, at ledningerne er lagt i frostfri dybde eller helt som vist på tegningerne. Det vil derfor indgå i opgaven at skaffe oplysninger fra mulige ledningsejere. Det er som oftest en eller flere af nedennævnte: elforsyningsselskaber tele- og telefonselskaber vandforsyningsselskaber gasforsyningsselskaber afløbsmyndigheder varmeforsyningsselskaber antenneforeninger stikledninger til private lodsejere vejmyndigheder for over- og underførte vej (kabler til nødtelefoner og nedfræsede kabler til trafikstyring af lyssignaler og til trafiktælling) I særlige tilfælde kan det også være nødvendigt i planlægningsfasen at indhente oplysninger om grundvandsspejlets beliggenhed. Inden ophugninger startes, bør inspektionspersonalet (ingeniør og entreprenør) visuelt orientere sig, om der kan være nedgravet nye ledninger, efter at der er indhentet ledningsoplysninger. Og under alle omstændigheder bør ledningsejere kontaktes pr. telefon af særeftersynsingeniøren før start af ophugnings-/opgravningsarbejdet. Erhvervs- og Byggestyrelsen har den 1. marts lanceret det ny, landsdækkende ledningsejerregister, LER, på Formålet er at undgå graveskader, forbedre forsyningssikkerheden og sikre besparelser i stor stil. Ledningsejerregistret, LER, et register over de personer og virksomheder, som ejer ledninger i den danske undergrund. Det er lovpligtigt for alle ledningsejere at registrere deres interesseområder i LER inden 1. september Fra dette tidspunkt har alle graveaktører pligt til at forespørge i registret, inden der graves i vejene. Trafikale forhold Der skal også tages stilling til, i hvilket omfang særeftersynet nødvendiggør indgreb i trafikkens afvikling. I givet fald skal i det mindste de(n) pågældende vejbestyrelse(r) orienteres om og god- DANBRO Særeftersyn

40 Teknisk beskrivelse 3.4 Udførelse kende de planlagte trafikforanstaltninger og undersøgelsestidspunkter. Indmelding af trafikale forhold skal ske senest 1 uge før iværksættelse. Trafikforanstaltninger kan ikke iværksættes, før afspærringsplanerne er godkendt af vejbestyrelsen. Vejbestyrelsen vil kunne fortælle, om der er andre myndigheder, der skal høres eller orienteres (eksempelvis politi og trafikselskaber). Afmærkning udføres i henhold til gældende vejregler for afmærkning af vejarbejder. Det bemærkes, at al personale der forestår undersøgelserne i marken skal have fulgt kurset Vejen som arbejdsplads. Ved arbejder ved jernbanelinjer gælder et tilsvarende regelsæt, "Arbejde i spor", udgivet af Banedanmark. Ved arbejde på sporarealer kræves blandt andet, at der er en af banemyndigheden godkendt banevagt til stede. Samtidig udelukkes måske visse undersøgelsesmetoder og -perioder på grund af banetekniske forhold (sikkerhed mod kortslutning af elledninger og signalkabler inkl. spor osv.). Arbejder, der kræver sporspærring og/eller afbrydelse af kørestrøm på elektrificerede strækninger, skal aftales med banemyndigheden i meget god tid og vil i øvrigt som oftest kun kunne gennemføres om natten. Tilladelser Ved opgravninger, ophugninger og lignende skal der indhentes tilladelse ("gravetilladelse") hos pågældende vejbestyrelse. DANBRO Særeftersyn

41 Del III: Nedbrydning og levetider Teknisk beskrivelse 3.4 Udførelse Del III: Nedbrydning og levetider I denne del af den tekniske beskrivelse beskrives en række forhold og problemstillinger der er karakteristiske for nedbrydning af danske brokonstruktioner. Beskrivelsen skal ses som en introduktion til nogle typiske overvejelser ved vurdering af skadeårsager og levetider på de eftersete konstruktioner. DANBRO Særeftersyn

42 3-32 Del III: Nedbrydning og levetider 3. Teknisk beskrivelse 3.5 Nedbrydning af betonbroer 3.5 Nedbrydning af betonbroer Planlægningen og udførelsen af særeftersyn kræver et forudgående kendskab til brokonstruktioners nedbrydning. I det følgende gennemgås en række forhold og problemstillinger som er karakteristiske for nedbrydningen af danske brokonstruktioner primært betonbroer. Nærværende gennemgang er ikke fyldestgørende for beskrivelsen af nedbrydning af hverken beton eller stål og derfor henvises yderligere til den generelle litteratur Hovedårsager til nedbrydning Vurdering af nedbrydning og restlevetid for broer knytter sig især til vurderinger af fugtisoleringen, betonen i bropladen, kantbjælkerne, broautoværnet og understøtningerne. Konstruktionerne nedbrydes af to hovedårsager: Kloridinitieret korrosion og alkalikiselreaktioner (AKR) i kombination med frost. Frost som enkeltstående skadeparameter optræder som regel kun i forbindelse med beskyttelsesbetoner, som er permanent opfugtet over hele året. En tredje - men sekundær - årsag til nedbrydning af brokonstruktioner er korrosion initieret af karbonatisering. Nedbrydning som følge af kloridinitieret korrosion og AKR/frost behandles i separate afsnit: Afsnit 3.6 Ubeskyttede betonkonstruktioner, afsnit 3.7 Fugtisolerede broplader og afsnit 3.8 Andre konstruktionselementer. Nedbrydning som følge af korrosion initieret af karbonatisering er beskrevet nedenfor i afsnit Karbonatisering Korrosion initieret af karbonatisering kan forekomme, men det har ikke indtil videre været en væsentlig årsag til nedbrydning af brokonstruktioner. Dette skyldes en kombination af, at hovedparten af den danske bromasse er relativt ung - hovedparten af broerne er opført i 60 erne og 70 erne - og af, at den anvendte betonkvalitet er netop så tæt, at karbonatisering normalt kun finder sted i begrænset omfang. Risikoen bør dog ikke i fremtiden negligeres, specielt med hensyn til undersiden af bropladen, som har optimale betingelser for udvikling af karbonatiseringsinitieret korrosion. DANBRO Særeftersyn

43 Del III: Nedbrydning og levetider Teknisk beskrivelse 3.5 Nedbrydning af betonbroer Nedfaldsrisiko Korrosion fremkaldt af karbonatisering vil sjældent kunne nå at udvikle sig til et konstruktivt problem, og opmærksomheden mod denne skadetype er alene knyttet til risikoen for nedfald af dæklag specielt fra undersider af brodæk. Særeftersynets indledende undersøgelser - visuel gennemgang, bankning med hammer og dæklagsmåling vil give et fingerpeg om risikoen for korrosion som følge af karbonatisering. Visuelle indikationer som synlig rusten armering og afskallet og/eller løst dæklag samt små dæklag vil indikere en risiko for igangværende korrosion eller en risiko for fremtidig korrosion som følge af karbonatisering. Hvis disse indikatorer ikke er til stede, vil en rutinemæssig stikprøvemåling af karbonatiseringsmåling afdække, om problemet overhovedet er aktuelt inden for bygværkets levetid. Der henvises til Betonbogen mht. beregning af levetid i forbindelse med karbonatisering. Undersøgelse Hvis indikatorerne er til stede, og de efterfølgende karbonatiseringsmålinger underbygger en forventning om, at der er risiko for karbonatiseringsinitieret korrosion, skal den efterfølgende undersøgelse planlægges under hensyntagen til følgende: 1. Hele arealet skal gennemgås med banketest. 2. Såvel dæklag som karbonatiseringsdybder kan være så varierende, at der er behov for nøje at vurdere prøvningsomfanget med henblik på efterfølgende at kunne fastlægge det faktiske reparationsomfang - specielt på undersiden af bropladen. Opmærksomheden henledes på, at reparation af US plade ofte er forbundet med betydelige trafikale omkostninger det er således ikke uden betydning, om omfanget er så lille, at reparationen f.eks. kan udføres som midlertidige natarbejder, eller er af så stort et omfang, at der kræves længerevarende trafikale restriktioner. 3. Der skal foretages serier af sammenhørende målinger af dæklag og karbonatiseringsdybder. 4. Hvis der anvendes EKP-måling til fastlæggelsen af reparationsomfanget hvilket dog ikke er nogen betingelse, da et tilstrækkeligt grundlag også kan opbygges på grundlag af en kombination af dæklags- og karbonatiseringsmålinger og ophugninger skal man være opmærksom på, at den kritiske grænse for korrosion i forbindelse med karbonatisering normalt ligger i intervallet -50 til +50 mv (sølv-sølvklorid). Anvendelsen af EKP-måling kræver, at der indledningsvis udføres en serie sammenhørende måling af EKP-værdier, ophugninger og karbonatiseringsmålinger, før den aktuelt gældende kritiske EKP-værdi kan fastlægges. DANBRO Særeftersyn

44 3-34 Del III: Nedbrydning og levetider 3. Teknisk beskrivelse 3.5 Nedbrydning af betonbroer Hverken dæklags- eller karbonatiseringsmålinger må opgives som min.-max.-værdier, men som gennemsnit og spredning af minimum 10 enkeltmålinger. DANBRO Særeftersyn

45 Del III: Nedbrydning og levetider Teknisk beskrivelse 3.6 Kloridbelastede ikke-beskyttede konstruktionsdele 3.6 Kloridbelastede ikke-beskyttede konstruktionsdele Søjler, kantbjælker, uisolerede broplader og lignende Vurdering af restlevetid Usikker viden På baggrund af et stort antal særeftersyn og efterfølgende reparationer af især søjler er der opbygget en betydelig viden om levetiden af år gamle brokonstruktionselementer, udsat for kloridbelastning - uden at vi dog endnu kan postulere, at restlevetiden af disse elementer kan fastslås med en tilstrækkelig sikkerhed. Usikkerheden knytter sig til vurderingen af, om prøvningsomfanget er repræsentativt, til størrelsen af det kritiske kloridindhold, konsekvensen af revner, skadeudviklingshastigheden, levetidsmodeller og betydningen af samtidig korrosion og alkalikiselreaktioner/frost. I nedenstående afsnit er der givet retningslinjer for vurdering af disse parametre. Med hensyn til vurdering af prøvningsomfang henvises endvidere til afsnit 3.3 og bilag Kritisk kloridindhold I nedenstående Tabel 3-3 angives retningslinjer for, hvilken kritisk total mængde (syre-opløseligt) kloridindhold, der skal anvendes i forbindelse med levetidsberegninger. Beregnet/forudsat diffusionskoefficient (mm²/år)* Kritisk kloridindhold (% af tør betonvægt) Konstruktioner i vand (neddykket) Konstruktioner på land og i splashzoner > 100 0,05 0, ,10 0,05 < 40 0,15 0,10 Tabel 3-3 Kritiske værdier for kloridindholdet ved armeringen * Beregnet på basis af Fick s 2. lov. De angivne grænser i Tabel 3-3 er et udtryk for Vejdirektoratets valg af nedre kritiske grænser i forbindelse med beregning af konstruktioners restlevetid. De angivne grænser er således ikke baseret DANBRO Særeftersyn

46 3-36 Del III: Nedbrydning og levetider 3. Teknisk beskrivelse 3.6 Kloridbelastede ikke-beskyttede konstruktionsdele på dokumenteret viden. Entydige kritiske kloridgrænser kendes ikke i øjeblikket. I hvert enkelt tilfælde skal den aktuelle konstruktions kritiske grænser søges efterprøvet ved f.eks. kombinerede EKPmålinger, korrosionshastighedsmålinger og ophugninger. Hvis (eller når) der er udviklet pålidelige metoder til måling af vandopløselige klorider, vil disse yderligere kunne underbygge vurderingerne. Begrænsninger i brug af levetidsvurderinger Den i øjeblikket mest anvendte model til beregning af korrosionsinitiering er Fick s 2. lov. Betingelserne for at anvende denne model konstant ydre kloridpåvirkning og vandmættet tilstand er sjældent opfyldt i praksis, specielt ikke på konstruktioner på land. Beregningerne må derfor forventes at være behæftet med en ukendt usikkerhed. Yderligere eksisterer der ikke pålidelige modeller til vurdering af nedbrydningshastigheden fra det tidspunkt, initieringen er en realitet. Vurderingerne af levetid og restlevetid må derfor forventes at være forbundet med en ukendt usikkerhed. Dette er teknisk set klart uacceptabelt. Den kombinerede brug at Fick s 2. lov til at forudsige initieringstidspunktet og de eksisterende erfaringsbaserede håndregler til at vurdere tiden til udvikling af reparationskrævende korrosionsskader kan dog accepteres som guideline ved korttidsprognoser i forbindelse med særeftersyn (tidshorisont 5-10 år). Dette hænger overvejende sammen med det faktum, at de fleste særeftersyn udføres på konstruktioner, som allerede lokalt har udviklet et skadeomfang, idet skaderne gør det muligt at kalibrere/sandsynliggøre vurderingerne. Men modellen bør ikke anvendes som basis for at foretage langtidsprognoser (> 25 år). En anden usikkerhed eller mangel ved modellen er, at den ikke kan bruges til at forudsige den i de fleste tilfælde største risiko ved udvikling af korrosion: Risikoen for nedfald af dæklag. Andre modeller Krav til angivelse af restlevetider Revurdering af usikker- Andre modeller til angivelse af kloridindtrængning f.eks. HETEKmodellen, vil kunne anvendes på lige fod med Fick s 2. lov. På grund af disse usikkerheder skal beregnede levetidsestimater angives som intervaller af en størrelse på minimum 5 år, f.eks. Restlevetiden er 0-5 år, 5-10 år osv. Intervallerne anvendes i forbindelse med følsomhedsanalysen. Langt den største usikkerhed, der knytter sig til levetidsvurderin- DANBRO Særeftersyn

47 Del III: Nedbrydning og levetider Teknisk beskrivelse 3.6 Kloridbelastede ikke-beskyttede konstruktionsdele hedsfaktorer gerne, vurderes at være knyttet til valget af det kritiske kloridindhold og selve prøveudtagningen og i mindre grad til selve indtrængningsmodellen for klorid. 9 I bilag 8 ses et eksempel, der illustrerer dette forhold Revner Levetidsvurderinger i forbindelse med revnedannelser Uacceptable revner Revner og levetider Levetidsprognoser i forbindelse med revner skal i første omgang fokusere på, om revnen har bæreevnemæssige eller holdbarhedsmæssige konsekvenser, og ikke mindst på kvaliteten og tilstanden af den omgivende beton. I tilfælde af, at revnen har eller kan få indflydelse på bæreevnen (revner der f.eks. krydser hovedarmeringen), er der grund til at foretage en nærmere vurdering. En revne, der har sikkerhedsmæssige konsekvenser nu og her, er uacceptabel og skal ikke indgå i en levetidsvurdering baseret på parameterestimater, men foreslås repareret straks - levetidsvurderinger er unødvendige. Revner opfattes ofte som skader, der umuliggør levetidsvurderinger. Dette er imidlertid som udgangspunkt forkert og - bortset fra revner med statiske konsekvenser - skal revner indgå som en parameter ved levetidsanalysen Revurdering af usikkerhedsfaktorer Resultaterne af særeftersynet vil give muligheder for at revurdere både værdier og hypotese og dermed til at revurdere og revurdere dels stikprøveantallet, dels vurderingernes sikkerhed. De nævnte sikkerheder skal herefter anvendes i forbindelse med en følsomhedsanalyse. Den samlede usikkerhed usikkerheder i forbindelse med udførelsen af kloridanalyser, de anvendte levetidsmodeller, Fick s 2. lov, den kritiske kloridgrænse, nedbrydningforløbet osv. - vil ikke blive nærmere behandlet her, idet der i hvert enkelt tilfælde kræves et større udregnings- og dataindsamlingsarbejde for at fastlægge disse usikkerheder. 10 Revner og levetidsanalyser En revne udgør et helt lokalt fænomen, hvis konsekvenser er bestemt af omgivelserne de globale forhold. Revner udgør desuden en så lille del af betonoverfladen, at der sjældent er argumentation for at iværksætte reparationer alene på grund af revnen det er den omgivende betons tilstand, der dikterer forløbet. Korrosionen initieres i og på grund af revnen, men det er den omgivende betons tæthed (elektrisk modstand og tæthed mod iltindtrængen) og fugtindhold, der bestemmer hastigheden af den efterfølgende korrosionsaktivitet. Det er også den omgivende betons kvalitet, der er afgørende for, hvordan den initierede korrosion udvikler sig hvis den udvikler sig. Korrosionen kan, afhængigt af den omgivende betons kvalitet, udvikle sig som lokal korrosion, der vil gennemkorrodere armeringen, men med begrænsede visuelle indikationer, eller som udbredt korrosion, der fører til dæklagsafskalninger. Revnen har således kun den "afvigende" karakteregenskab, at den udgør en helt synlig defekt, hvor initieringstiden er kortere end omgivelsernes. Men den kan DANBRO Særeftersyn

48 3-38 Del III: Nedbrydning og levetider 3. Teknisk beskrivelse 3.6 Kloridbelastede ikke-beskyttede konstruktionsdele Skadeudvikling og reparation Vurderingen af skadeudviklingshastigheden knyttes sammen med de muligheder, der er for reparation af korrosionsskaderne, afhængigt af det aktuelle skadetrin. Der er således tale om en tilnærmet erfaringsbaseret vurdering af nedbrydningshastigheden, der alene gælder eksisterende danske brokonstruktioner. Ved reparation af korrosionstruede eller -skadede elementer er der følgende fire reparationstyper: 1. Reparationstype I: Forebyggende vedligehold Udføres før skaderne initieres, og hvis det kritiske kloridindhold er mere end 10 år væk fra armeringen. 2. Reparationstype II: Dæklagsreparationer Udføres når korrosion er initieret og har udviklet sig på bøjlearmeringen, men før korrosion er blevet initieret på hovedarmeringen. 3. Reparationstype III: Reparationer bag hovedarmeringen 4. Reparationstype IV: Udskiftning I Tabel 3-4 er de forventede nedbrydningstider på ubeskyttede søjler, fløje og kantbjælker i det danske klima angivet, afhængigt af betonens tæthed og dæklagets tykkelse. Værdierne angiver trinlængderne (tid fra én reparationstype til den næste) i trinkurven. 11 ikke uden videre dokumenteres at være mere farlig eller anderledes end det utal af usynlige betondefekter, som ellers findes i dæklaget (hvis v/c-tal ofte svinger med over 50 %). 11 Nedbrydningshastigheden knyttes sammen med udviklingen i reparationsbehovet som følge af korrosionsskader. Skadeudviklingen i det danske klima efter initiering af rene korrosionsskader på søjler og tilsvarende ubeskyttede betoner på broer fra 60 erne og 70 erne er relativt godt dokumenteret. Skadeudviklingen har vist sig at føre til et tidsmæssigt spring fra ét reparationsniveau til det næste på ca. 10 år for betoner med v/c-tal større end 0,42. Det svarer til en diffusionskoefficient på ca. 40 mm²/år, se Tabel 3-3 side Når korrosion initieres i beton med v/c-tal lavere end 0,42, vil korrosion være et mindre problem: Jo lavere v/c-tal, des lavere korrosionsudvikling. Det skyldes, at den elektriske modstand i betonen vil være så høj, at korrosion ikke kan finde sted eller kun kan udvikle sig med en ubetydelig lav hastighed. Omvendt vil udviklingstiden være kortere i tilfælde af et højere v/c-tal (se side 3-39). På samme måde vil meget store henholdsvis meget små dæklag føre til længere henholdsvis kortere udviklingstider. De i angivne tider for udvikling af korrosion er udtryk for en forventning til udviklingstiden mellem forskellige reparationstrin og ikke et udtryk for en eksakt beregning. Denne tilnærmelse vil normalt ikke påvirke de senere økonomiske vurderinger og strategivalg. Hvis det har betydning, vil det blive afdækket i forbindelse med følsomhedsanalysen. DANBRO Særeftersyn

49 Del III: Nedbrydning og levetider Teknisk beskrivelse 3.6 Kloridbelastede ikke-beskyttede konstruktionsdele Diffusionskoefficient D (mm²/år) Dæklag d (mm) D>100: d<30 d>30 40<D<100: d<30 d>30 10<D<40: d<30 d>30 D<10: d<30 d>30 Tidsinterval for skadeudviklingen fra type til type (år) * Konstruktioner i Konstruktioner på vand og i splashzoner land Tabel 3-4 Tid til udvikling af korrosionsskader i det danske klima * Fra initiering til der er behov for iværksættelse af reparationstype II og III. Herefter vil udviklingshastigheden være bæreevnebestemt typisk 5-10 år fra type III til IV. Tabellen gælder for korrosion på alle broelementer. I tilfælde af korrosion i forbindelse med revner gælder tabellen som udgangspunkt ikke det er alene de lokale forhold, der afgør reparationsbehovet og tidspunktet Korrosionshastighedmåling Normalt vil en korrosions fremtidige udbredelse og karakter ikke kunne vurderes på grundlag af den aktuelle korrosionshastighed. Dels er målingen kun et øjebliksbillede af en mekanisme, der varierer med de årlige fugt- og temperatursvingninger, dels kan målingen ikke forudsige korrosionens udbredelsesform. Det væsentligste forhold er i første omgang heller ikke korrosionshastigheden armering i revner lejlighedsvis undtaget men om det aktuelle korrosionsmiljø betinger en lokal eller udbredt korrosionsform, og om en eventuel lokal korrosion forbliver lokal eller senere ændrer karakter og i stedet udvikler sig som en udbredt korrosion (hvilket er tilfældet i langt de fleste korrosionstilfælde). Dette forhold kan ikke vurderes på baggrund af en korrosionshastighedsmåling. Desuden medfører udvikling af korrosion, at der udvikles andre skader, der har større betydning end selve tværsnitsreduktionerne, f.eks. tab af vedhæftning mellem armering og beton og ikke mindst risikoen for nedfald af dæklag. Disse risici kan ikke forudsiges ud fra en korrosionshastighedsmåling. Disse forhold kan være betinget af v/c-tallet, den årsgennemsnitlige fugtpåvirkning, den årsgennemsnitlige temperatur, betonens elektriske modstand, ilttilgangen til armeringen, styrken og størrelsen af dæklaget osv. Kun i det sjældne tilfælde, hvor korrosionen udvikler sig rent lokalt som i en revne er det selve korrosionshastigheden, der er den afgørende parameter. DANBRO Særeftersyn

50 3-40 Del III: Nedbrydning og levetider 3. Teknisk beskrivelse 3.6 Kloridbelastede ikke-beskyttede konstruktionsdele Korrosion og alkalikiselreaktioner Dette afsnit refererer kun til søjler og kantbjælker og tilsvarende kloridbelastede, ikke-beskyttede konstruktionsdele. Korrosion på fugtisolerede broplader behandles i afsnit 3.7. Når konstruktionsdelene er støbt med alkalireaktivt materiale, vil reparationerne tillige være bestemt af den skadeudvikling og det reparationsbehov, som er en følge af AKR og frost. Når konstruktionsdelene er støbt med reaktivt materiale, bliver nedbrydning som følge af korrosion en sekundær skademekanisme. Den revnedannelse, alkalikiselreaktionerne og de efterfølgende frostangreb medfører, betyder i første omgang, at korrosionstilstanden bliver ustabil. Større dele af armeringsnettet begynder at korrodere samtidig, hvilket medfører, at korrosionshastigheden bliver så lille, at korrosionen normalt kun får begrænset effekt med en tilsvarende begrænset indflydelse på strategivalget. Vurderingen af nedbrydningsforløbet i forbindelse med strategivalget skal følge samme retningslinjer som beskrevet under broplader i afsnit 3.8. Som udgangspunkt kan det forventes, at tidsintervallet mellem de forskellige reparationstrin er 10 år. Forebyggende vedligehold og reparationer af konstruktionsdele med AKR/frostangreb kan udføres i henhold til retningslinjerne for broplader som beskrevet i afsnit 3.7. Særlige tilfælde Hvis generaleftersynsrapporterne indikerer, at udviklingen af alkalikiselreaktionerne har været under udvikling over en længere periode, vil der være risiko for, at korrosionen har nået at udvikle sig til et betydende niveau. Opstillingen af skadehypotesen og det efterfølgende særeftersyn skal tage højde for dette forhold. Det gælder specielt med hensyn til undersøgelse af broplader, se afsnit 3.7, idet et typisk søjle- og kantbjælkeeftersyn normalt altid indeholder undersøgelser, der sikrer, at risikoen for korrosion undersøges. Det samme forhold gør sig gældende i de tilfælde, hvor AKR- /frostskaderne ikke betinger en reparation. Her vil armeringen kunne udvikle betydende korrosion med tiden. Afhængigt af specielt kloridbelastningen vil korrosionen både kunne udvikle sig som lokal og udbredt korrosion med risiko for nedfald af dæklag og alvorlige svækkelser af armeringen. DANBRO Særeftersyn

51 Del III: Nedbrydning og levetider Teknisk beskrivelse 3.6 Kloridbelastede ikke-beskyttede konstruktionsdele Hvis betonen er kloridbelastet, skal det kritiske kloridindhold og nedbrydningstakten fastsættes som for en beton med en diffusionskoefficient større end 100 mm²/år (se Tabel 3-3 og Tabel 3-4). Hvis betonen ikke er kloridbelastet, regnes med de dobbelte tider. Ved den efterfølgende følsomhedsanalyse skal det vurderes, hvor kritiske disse tidsfastsættelser er for strategivalget. DANBRO Særeftersyn

52 3-42 Del III: Nedbrydning og levetider 3. Teknisk beskrivelse 3.7 Nedbrydning af fugtisolerede broplader 3.7 Nedbrydning af fugtisolerede broplader Dette afsnit vedrører broplader med fugtisolering. For vurdering af nedbrydningen af broplader uden fugtisolering og belægning henvises til retningslinjerne i afsnit 3.6. Nedbrydning af fugtisolerede broplader kan opdeles i to hovedgrupper: 1. Konstruktioner støbt med reaktivt materiale 2. Konstruktioner støbt uden reaktivt materiale Nedenfor behandles de to grupper separat Nedbrydning af broplader støbt med reaktivt materiale Korrosion på slap armering i broplader generelt Korrosion/AKR Klorid Nedbrydningen knytter sig især til: 1. Korrosion. 2. Den kombinerede nedbrydning af betonen forårsaget af alkalikiselreaktioner og frost, eventuelt også med korrosion på den slappe armering. 3. Nedbrydning af den spændte armering som følge af korrosion. 4. Nedbrydning af beskyttelsesbetonen. Risikoen for korrosion er knyttet til enten kloridindtrængning eller karbonatisering. Kloridindtrængning vil kunne føre til korrosion på både over- og undersidearmeringen, mens karbonatisering antages kun at kunne initiere korrosion på undersidearmeringen. Hvis klorid allerede er til stede i betonen i en kritisk mængde omkring over- og/eller undersidearmeringen på undersøgelsestidspunktet (bestemt på baggrund af Tabel 3-3 eller udførte EKPmålinger), kan der regnes med skadeudviklingshastigheder som angivet i Tabel 3-4. Korrosion i kombination med AKR udgør et speciel tilfælde som er beskrevet i Hvis klorid ikke er til stede på undersøgelsestidspunktet, skal skadeudviklingshastighederne fastsættes som summen af de i Tabel 3-4 angivne tider og den tid, det tager en vandfront at gennemtrænge det givne dæklag henholdsvis betontværsnit (vurdering/beregning kan foretages i henhold til eksempel i Betonbogen), idet fugtfronten antages at bevæge sig fra oversiden af bropladen mod undersiden ved primært diffusion. DANBRO Særeftersyn

53 Del III: Nedbrydning og levetider Teknisk beskrivelse 3.7 Nedbrydning af fugtisolerede broplader Det kritiske kloridindhold fastsættes i henhold til Tabel 3-3. Vurdering af karbonatiseringsfremkaldt korrosion vurderes i henhold til Betonbogen, 13 Betonsygdomme og afsnit Karbonatisering Risikoen for korrosion på grund af karbonatisering er generelt knyttet til undersidearmeringen og anses i øjeblikket for begrænset, fordi karbonatisering forløber meget langsomt i de betoner, der normalt anvendes i brokonstruktioner. Betingelserne for udvikling af karbonatiseringsfremkaldt korrosion er imidlertid optimale på en brounderside, hvis dæklaget er udført i en ikke forventet porøs kvalitet. Konsekvenserne ved en korrosion kan være betydelige, idet der er risiko for nedfald af dæklag. 13 Korrosion som følge af karbonatisering er nærmere beskrevet i afsnit Risiko for udbredt korrosion i broplader Risikoen for udbredt korrosion på en broplades øverste armeringslag på grund af klorid anses for begrænset. Der er ikke dokumentation og erfaring for, at fugtisolerede broplader udvikler korrosion i større omfang på armeringen. Erfaringen viser, at det kun er lokalt omkring utætheder typisk langs dybdelinjer, kantbjælker eller fuger eller helt lokalt omkring skader at der er en reel risiko for kloridindtrængning og dermed korrosion. Risikoen for udvikling af korrosionsskader er især knyttet til udvikling af korrosion på det nederste armeringsnet med en deraf følgende risiko for nedfald fra undersiden. Tynde konstruktionsdele, for eksempel udkragede brovinger, er specielt udsatte elementer. Dette begrundes som følger: Ofte sker opfugtningen og dermed kloridbelastningen af betonen gennem en beskyttelsesbeton, som vil fungere som et ekstra kloridakkumulerende dæklag. Desuden indikerer de hidtidige erfaringer, at fugtisoleringer sjældent bliver utætte på en måde, så hele bropladen fugtbelastes på hele arealet - også selv om der ikke er anvendt en beskyttelsesbeton. Desuden vil kloridholdigt vand, der trænger ned i konstruktionsbetonen, enten blive kemisk bundet, hvis betonen er tilstrækkelig tæt, eller blive udvasket ved gennemstrømning af rent vand i de perioder af året, hvor der ikke tøsaltes. Som i en svømmebassinvæg vil vand og klorid diffundere gennem betonen mod bropladens underside, hvorfra udtørring finder sted. Denne proces vil bortset fra tynde konstruktionsdele tage mange år. Beregningerne kan foretages i henhold til anvisninger angivet af Svømmebadsteknisk Forening ( Anvendelsen af sådanne beregninger på broplader vurderes dog at være forbundet med så store usikkerheder, at det anses for acceptabelt at anvende en mere simpel beregningsmodel, baseret på summen af fugtfrontens gennemtrængning af et givent tværsnit og de i Tabel 3-4 angivne nedbrydningstider. DANBRO Særeftersyn

54 3-44 Del III: Nedbrydning og levetider 3. Teknisk beskrivelse 3.7 Nedbrydning af fugtisolerede broplader Det er vigtigt, at der på bropladeundersider med indikationer på korrosion foretages sammenhørende målinger af dæklag og karbonatiseringsdybde for at vurdere den øjeblikkelige og fremtidige risiko for nedfald af dæklag. 14 Det skal dog noteres, at lang tids uhindret fortsat nedbrydning af en udtjent fugtisolering og fugtbelastning vil føre til kloridindtrængning i større omfang end blot de umiddelbart mest udsatte lokale områder. Ligeledes vil broer med en mastixisolering være en undtagelse. Her kan fugten fordele sig på bropladen i trykudligningslaget under mastixen. 14 Lokal korrosion kan hurtigt udvikle sig til et kritisk omfang Kantbjælke-/bropladeovergange og indstøbte autoværnsbolte udgør særlige korrosionsrisici, hvor udvikling af lokal korrosion sker på den gennemgående bærende armering og/eller autoværnsboltene, specielt hvis boltene har elektrisk kontakt til den indstøbte armering. Denne rent lokale korrosion kan udvikle sig relativt hurtigt til et kritisk omfang. DANBRO Særeftersyn

55 Del III: Nedbrydning og levetider Teknisk beskrivelse 3.7 Nedbrydning af fugtisolerede broplader AKR/frostskader Udviklingen af AKR/frostskader og et deraf følgende synligt skadebillede på bropladeundersiden kan forventes at udvikles over en kort årrække 1-10 år specielt hvis betonen tilføres alkalier (fra tøsaltning) 15, 16, 17 og 18. I bilag 9 ses yderligere et bidrag til diskussionen. 15 Lodrette revner i broplader øger risikoen for skadeudvikling på undersiden. Broplader kan have lodrette gennemgående svindrevnedannelser (se efterfølgende foto 3), der i forbindelse med en utæt fugtisolering vil kunne fungere som transportveje for opfugtning af større dele af tværsnittet og pladearealet end i tilfælde, hvor opfugtningen alene sker ved kapillarsugning og/eller diffusion fra oversiden. 16 Sådan udvikles skader som følge af alkalikiselreaktioner Udvikling af skader som følge af alkalikiselreaktioner er betinget af, at betonen indeholder et tilstrækkeligt stort indhold af reaktivt tilslag og alkalier. Dette er således forudsat i de følgende vurderinger. Konstruktioner støbt med reaktivt materiale vil momentant begynde at udvikle alkalikiselreaktioner straks fra blandingstidspunktet. Væsentlig nedbrydning vil dog først finde sted i forbindelse med en ydre fugt- og eventuelt kloridpåvirkning, det vil sige, når fugtisoleringen er blevet utæt. Hvor risikoen for korrosion på en broplades armering er isoleret til lokale områder på bropladen, er risikoen for udvikling af AKR-frostskader i betonen til gengæld mere generel. Skaderne optræder som vandrette delamineringer (makrorevner) af bropladen i lag på mm s tykkelse. Skaderne ses ofte i de nederste mm af bropladen (regnet fra undersiden), mens de øverste dele af betonen under fugtisoleringen kan være uden sådanne makrorevner. I tyndslib vil man dog ofte observere, at betonen i disse områder har reageret med mikrorevner til følge. Dette forhold synes at hænge sammen med, at indfrysningsdybden i den danske vinter er på ca mm. Asfalten, beskyttelsesbetonen og fugtisoleringen vil fungere som en varmebuffer og beskytte konstruktionsbetonen bedre mod frostangreb fra oversiden, end tilfældet er fra undersiden. Skaderne udvikler sig typisk først omkring svage eller hårdt belastede detaljer langs kantbjælker, fuger og dybdelinjer og breder sig herfra ud i takt med fugtfrontens udbredelse. Tynde udkragede brovinger vil typisk relativt hurtigt udvikle sådanne skader, fordi vandgennemtrængningen gennem det begrænsede tværsnit sker relativt hurtigt. Ofte er den nederste vandrette revnedannelse (laminering) placeret i niveau med det nederste armeringslag. En række tilfælde har vist, at der er sammenhæng mellem et synligt skadebillede langsgående revner på undersiden af broplader og vandrette revnedannelser i de nederste mm af tværsnittet regnet fra undersiden (se foto 1 og 2). 17 Postulat: Udviklingen af en AKR-skade standser på et tidspunkt af sig selv DANBRO Særeftersyn

56 3-46 Del III: Nedbrydning og levetider 3. Teknisk beskrivelse 3.7 Nedbrydning af fugtisolerede broplader Udviklingstrin På grundlag af den foreliggende viden skal der i trinkurven for skadeudvikling fra reparationstrin til reparationstrin regnes med et 10- årsinterval ved vurderingen af udviklingshastigheden for skadelige AKR/frostskader medmindre det kan godtgøres, at betingelserne for skadeudviklingen berettiger til en anden vurdering. Normalt vil beton støbt med reaktivt tilslag udvikle revnedannelser og delaminering i bropladen som følge af AKR og frost, når fugtisoleringen bliver utæt, og betonen opfugtes. Revnedannelserne (delamineringen) forudsættes at ske momentant i det øjeblik, de AKR-betingede revner når et i øjeblikket ukendt kritisk omfang og en kritisk størrelse. Det videre nedbrydningsforløb er herefter afhængigt af betonens samlede nedbrydningskapacitet, dvs. hvor meget reaktivt materiale, alkali og hydroxyd der stadig er til stede i betonen til at give fortsat udvikling af mikrorevner med følgende frostbetingede makrorevnedannelser. Desuden spiller betonens indhold af luft en rolle. I de fleste tilfælde vil skaderne dog ikke i væsentligt omfang udvikles yderligere, dels fordi AKR klinger af i takt med, at det porøse tilslag har reageret, dels fordi de dannede grove revner fungerer som åbne transportveje for afvanding af det vand, der trænger ned i betonen. Om dette skadeniveau er kritisk eller ej, er afhængigt af bropladens konstruktive opbygning. 18 Opfugtning og revnedannelse hvor hurtigt sker det? Erfaringerne fra generaleftersyn indikerer, at det tager 5-20 år fra det øjeblik, betonen udsættes for direkte fugtbelastning, til skaderne har udviklet sig maksimalt. Derimod er det uklart, hvor lang tid der går fra det øjeblik, fugtisoleringen bliver utæt, til betonen er opfugtet og efterfølgende har udviklet en frostfarlig mikrorevnestruktur som følge af alkalikiselreaktioner. Denne tid er interessant i den situation, hvor kun mindre områder af konstruktionen er opfugtet og derfor endnu ikke har udviklet skader generelt. Hvordan skal udskudte strategier tidsfastsættes, hvis man ikke kender alkalikiselreaktionernes udviklingshastighed? To spørgsmål knytter sig til denne problematik: 1. Hvor hurtigt sker vandindtrængningen i betonen? 2. Hvor lang tid tager det at udvikle en frostfarlig mikrorevnedannelse? Ingen af spørgsmålene kan besvares på nuværende tidspunkt. DANBRO Særeftersyn

57 Del III: Nedbrydning og levetider Teknisk beskrivelse 3.7 Nedbrydning af fugtisolerede broplader Foto 1 og 2 AKR/frostrevner i undersiden af en broplade. Foto 3. Broplade med lodret gennemgående svindrevne. DANBRO Særeftersyn

58 3-48 Del III: Nedbrydning og levetider 3. Teknisk beskrivelse 3.7 Nedbrydning af fugtisolerede broplader Nedbrydningskurven Da de betydende skader formodes at udvikles nærmest momentant, er det kritisk for konstruktionen og reparationsøkonomien at løbe for store risici med hensyn til at anvende en optimistisk nedbrydningskurve. Derfor bør man normalt fastsætte tiden fra opfugtningen starter, til der er udviklet betydende skader, til 5-10 år. Omvendt skal der være sikre indikationer på, at tilstanden er meget aggressiv eller at konstruktionens bæreevne er meget følsom over for delaminering før man anvender en mere pessimistisk nedbrydningskurve. Det er muligt, at skaderne ikke har nået at udvikle sig i fuldt omfang efter 5-10 år. Men hvis betonen er opfugtet, må der forventes at være en potentiel risiko for fortsat skadeudvikling. Hvis der optræder kloridindtrængning, vil dette teoretisk kunne accelerere AKR- og frostskaderne, hvilket kunne være et argument for eventuelt at anvende en mere pessimistisk nedbrydningskurve. Risikovurdering Med hensyn til vurderingen af risikoen for, om alkalikiselreaktioner overhovedet udvikler sig eller kan udvikle sig yderligere, skal det noteres, at betonens alkaliindhold kan være en begrænsende faktor med hensyn til udviklingen af skadelige AKR/frostskader. Er alkaliindholdet tilstrækkeligt lille, vil reaktionerne ikke udvikles i skadeligt omfang trods tilstedeværelsen af de øvrige nødvendige parametre vand og reaktivt tilslag. En tilførsel af alkalier fra f.eks. tøsalte vil dog føre til, at processen kan fortsætte. Samt hvilket normalt er en reel risiko øge risikoen for korrosion på det nederste armeringsnet og dermed nedfald af dæklag. Sådanne betingelser vil normalt være vanskelige at vurdere korrekt og vil kræve supplerende undersøgelser (f.eks. restreaktivitetsvurderinger). Som oftest vil det synlige skadebillede og skadehypotesen, som har udløst særeftersynet, være tilstrækkeligt til at kunne vurdere, om betingelserne for udvikling af skadelige reaktioner er til stede, hvorfor supplerende undersøgelser som oftest kan begrænses til en almindelig petrografisk analyse. Bæreevne Skadernes betydning for bæreevnen afhænger af broens konstruktive opbygning. Der kræves derfor en statisk vurdering af bropladen, før det kan vurderes, om en eventuel udvikling af AKR/frostskader (delaminering af bropladen) udgør et problem. Særlige risici i forbindelse DANBRO Særeftersyn

59 Del III: Nedbrydning og levetider Teknisk beskrivelse 3.7 Nedbrydning af fugtisolerede broplader med korrosion og AKR Korrosion På grund af risiko for lokal korrosion skal konstruktioner med tegn på gennemsivninger på undersiden undersøges med særlig fokus på en vurdering af risikoen for korrosion på undersiden og i overgangszonen mellem kantbjælke og broplade samt i områder i øvrigt, hvor der i henhold til tegningsmaterialet forekommer støbeskel. 19 Risikoen for korrosion på autoværnsbolte er især knyttet til broer med præfabrikerede kantbjælkeelementer. Revner Mastixisolering Nedfald Korrosion på kabelarmering I forbindelse med vurderingen af pladebroer skal det undersøges, om der forekommer lodrette gennemgående svindrevnedannelser. Hvis dette er tilfældet, betyder det, at der ved konsekvensvurderingen af ikke at omisolere på det optimale tidspunkt skal regnes med, at skader (delamineringer) og korrosion vil kunne udvikles hurtigere og i større områder end i et tværsnit uden lodrette revner. Risikoen for udvikling af mere omfattende skader på grund af en mere udbredt fugtbelastning er specielt udtalt i forbindelse med broer med mastixisolering. Der skal derfor udvises særlig opmærksomhed i forbindelse med særeftersyn og strategivurdering af broplader med mastixisolering. En eventuel revnedannelse omkring det nederste armeringslag som følge af AKR/frost og/eller korrosion udgør en umiddelbar risiko for nedfald, hvilket kan være afgørende for valget af reparationstidspunkt. Den bærende spændarmering vil, i den udstrækning betonen udsættes for fugt- og kloridbelastning, teoretisk have en risiko for at udvikle korrosion. 19 AKR og frostskader kan ikke altid ses på betonoverfladen Normalt vil omfattende skader som følge af AKR og frost kunne identificeres visuelt på undersiden af bropladen, idet der vil optræde langsgående revnedannelser i undersiden af bropladen, eventuelt med tegn på fugtbelastning i form af hvide udfældninger. Der vil dog være en tidsmæssig "gråzone", hvor skaderne er under udvikling, uden at de synlige skadetegn er markante. Tidsintervallet er betinget af den tid, det tager vandet at diffundere gennem betontværsnittet og initiere skadeudviklingen. Jo tykkere betontværsnit, des større er risikoen for, at der over en længere periode (5-10 år) kan være en skadetilstand under udvikling, uden at det kan identificeres visuelt. Områder, som typisk først udviser skadetegn, er områder langs kantbjælker, specielt på broplader med udkragede vinger. Sekundære indikatorer En indikation af, om en broplade vil kunne udvikle AKR/frostskader, er skadetilstanden på fløje og kantbjælker. Hvis disse elementer udviser skadetegn som følge af alkalikiselreaktioner, er det overvejende sandsynligt, at bropladen også vil risikere at udvikle skader i tilfælde af opfugtning. Omvendt kan det ikke umiddelbart konkluderes, at det modsatte er tilfældet, hvis ingen af disse konstruktionsdele har udviklet AKRrelaterede skader. DANBRO Særeftersyn

60 3-50 Del III: Nedbrydning og levetider 3. Teknisk beskrivelse 3.7 Nedbrydning af fugtisolerede broplader Men der er ikke belæg for, uden en væsentlig dokumentation og uden en statisk beregning, generelt at bruge korrosionsrisikoen på den spændte armering som argumentation for et strategivalg. I forbindelse med særeftersynet og vurderingen af reparationsstrategierne kan det være nødvendigt at vurdere den faktiske risiko for korrosion på kabelarmeringen og at vurdere de bæreevnemæssige konsekvenser af, at enkelte kabler svigter Risiko for uvarslede korrosionsskader på spændarmering. Sandsynligheden for, at spændarmeringen udvikler uvarslede korrosionsskader på et stort antal kabler med bæreevnesvigt til følge, må anses for begrænset, medmindre konstruktionen generelt udsættes for uhindret kloridbelastning i en længere periode. Risikoen eksisterer der findes eksempler på, at der udvikles skader på spændarmering. De hidtidige erfaringer indikerer, at risikoen især er knyttet til i forvejen fejlbehæftede konstruktioner, som afslører sig ved forekomsten af andre skader. Risikoen for lokale svigt af enkelte kabler vil være til stede. Lokale skader på fugtisolering og/eller beton vil kunne få en betydelig effekt, hvis fugt- og kloridindtrængning finder sted netop i områder med kabler, f.eks. ved forankringer. Om det så vil få nogen indflydelse på broens bæreevne afhænger af områdets omfang og antallet af kabler, der berøres. DANBRO Særeftersyn

61 Del III: Nedbrydning og levetider Teknisk beskrivelse 3.7 Nedbrydning af fugtisolerede broplader Nedbrydning af beskyttelsesbeton Beskyttelsesbetoner vil kunne nedbrydes både af AKR/frost og af frost som en enkeltstående skademekanisme. Ofte indeholder beskyttelsesbetonerne reaktive materialer, og de er samtidig ofte uden et tilstrækkeligt luftindhold og fordeling. De vil normalt allerede på undersøgelsestidspunktet have udviklet skader i lokale hårdt belastede områder som en indikation på skaderisikoen. Nedbrydning må forventes at udvikle sig fra det øjeblik, asfaltbelægningen bliver utæt. Særlige forhold Krav til særeftersyn Nedbrydningen af beskyttelsesbetonen vil destabilisere belægningen, og risikoen for skader på belægningen vil øges. I forbindelse med strategivurderingen og den økonomiske vurdering af konsekvenserne ved at udskyde en reparation skal der enten fokuseres på et højt niveau af løbende vedligehold af belægningen, indtil reparationen iværksættes, eller der skal fokuseres på de trafikale konsekvenser af hastighedsnedsættelser som følge af en nedsat trafiksikkerhed. Der kan i særlige tilfælde blive tale om at indstille reparationsstrategien til forhåndsprioritering, hvis de trafikale konsekvenser er omfattende. Et særeftersyn og den efterfølgende levetidsvurdering skal derfor omfatte beskyttelsesbetonen på samme måde som konstruktionsbetonen Beskyttelsesbetonens tilstand kan være afgørende for valg af strategi Beskyttelsesbetonen opfattes normalt blot som et lag, der skal fjernes ved omisoleringen. Tilstanden af beskyttelsesbetonen kan imidlertid i nogle tilfælde være afgørende for strategivalget. I tilfælde, hvor konstruktionen og/eller beskyttelsesbetonen ikke er notorisk skadet på undersøgelsestidspunktet, vil tilstanden af beskyttelsesbetonen kunne være afgørende for tidspunktet for iværksættelsen af udskudte strategier. Beskyttelsesbetonen vil ved at være "pakket ind" mellem fugtisoleringen og belægningen kunne vandmættes til et niveau, hvor frostnedbrydning kan finde sted. Nedbrydningen vil typisk udvikles som knusning af beskyttelsesbetonen som følge af den kombinerede frostbetingede revnedannelse og trafikbelastningen. Hvis beskyttelsebetonen er fugtbelastet, men ikke skadet på undersøgelsestidspunktet, kan det være en indikation af, at skader ikke vil kunne udvikles. Behovet for at foretage traditionelle undersøgelser (petrografisk analyse og luftporeanalyse) skal derfor vurderes i hvert enkelt tilfælde. Der er ikke noget generelt gældende krav til undersøgelsesomfanget. DANBRO Særeftersyn

62 3-52 Del III: Nedbrydning og levetider 3. Teknisk beskrivelse 3.7 Nedbrydning af fugtisolerede broplader Reparation I forbindelse med vurderingen af reparationsstrategier for broplader er der følgende overordnede mulige reparationstyper: 1. Reparationstype I og II: Forebyggende vedligehold omisolering eller anden fugtstandsende tiltag i tilfælde af, at der endnu ikke har udviklet sig delaminering. Tiden fra type I til II fastsættes til 10 år, men ofte er det i praksis den samme strategi, da prisforskellen er minimal. Hvis disse strategier udskydes tidsmæssigt, antages det, at der går 10 år, før skaderne udvikler sig til et niveau, hvor der er behov for at iværksætte reparationstyperne III eller IV (se pkt. 2 nedenfor). Ovennævnte 10-årsinterval mellem de to reparationstyper gælder, hvis der ikke er et bæreevnemæssigt belæg for at ændre intervallet, eller hvis den faktiske skadeudvikling (vurderet på baggrund af f.eks. generaleftersynene) ikke giver anledning til at ændre intervallet. 2. Reparationstype III og IV: Egentlige dyberegående reparationer og forstærkninger, når delamineringen har udviklet sig i større omfang enten lokalt eller generelt, således at bæreevnen er påvirket. Omfanget af reparationer og konsekvenserne af udskydelser er som ved pkt. 1 afhængigt af bæreevnen. Skadeudviklingen forventes at følge en 10-års udviklingskurve fra reparationstype III til reparationstype IV, medmindre der - efter samme årsager som beskrevet under pkt. 1 - er et argument for andre vurderinger. DANBRO Særeftersyn

63 Del III: Nedbrydning og levetider Teknisk beskrivelse 3.7 Nedbrydning af fugtisolerede broplader At udskyde en strategi Konsekvenserne ved at udskyde en strategi kan være omfattende, som det fremgår af note Konsekvenserne ved at udskyde en strategi kan være omfattende De faktiske konsekvenser ved at udskyde en strategi for en broplade er afhængige af pladens bæreevne og specielt følsomheden over for delaminering af tværsnittet. Hvis bæreevnen ikke er følsom over for delaminering, vil udviklingen i reparationsbehovet være knyttet til tilstanden af pladens øverste mm samt risikoen for nedfald fra undersiden, enten som en direkte følge af revnedannelserne eller som følge af korrosion. Hvis der allerede optræder skader, vil reparationerne indebære, at lagene skal fjernes og genopstøbes. En udskydelse af reparationerne vil medføre, at det øverste lag optræder stadig mere ustabilt som underlag for belægningen, som efterfølgende vil optræde med et stigende skadeomfang og udgøre en stadig stigende forringelse af kørselskomforten og -sikkerheden. Med hensyn til skader på undersiden medfører en udskydelse, at der enten skal foretages nødreparationer for at hindre nedfald eller opsættes nedfaldssikring. Vurderingen af reparationsbehovet for konstruktioner med AKR/frost-skader kræver ofte, at der udføres en bæreevnevurdering. Det gælder ikke mindst i forbindelse med at vurdere konsekvenserne ved en udskydelse af reparationerne. Og kun gennem udtagning af borekerner suppleret med fugtmålinger og eventuelt målinger af restaktivitet kan tilstanden vurderes korrekt. DANBRO Særeftersyn

64 3-54 Del III: Nedbrydning og levetider 3. Teknisk beskrivelse 3.7 Nedbrydning af fugtisolerede broplader Nedbrydning af broplader støbt uden reaktivt materiale Nedbrydning Nedbrydningen af broplader uden reaktivt materiale knytter sig især til: 1. Nedbrydning af betonen forårsaget af frost. 2. Korrosion på den slappe armering. 3. Korrosion på den spændte armering. 4. Nedbrydning af beskyttelsesbetonen. Nedbrydningsforløb Frost Frost regnes primært kun at optræde som en betydende parameter i forbindelse med alkalikiselreaktioner. Frost vil dog kunne optræde som en betydende enkeltstående skadeparameter på broer uden luftiblanding i betonen i forbindelse med opfugtning. Nedbrydning som følge af frost på disse konstruktioner vil - hvis de overhovedet udvikles - forløbe fra overfladen (regnet fra oversiden) og ind i tværsnittet i takt med opfugtningen. 23 Korrosion Nedbrydning som følge af korrosion på den slappe henholdsvis den spændte armering vil forløbe som beskrevet i afsnit Beskyttelsesbeton Se afsnit Risiko for frostskader Risikoen for udvikling af frostskader på en endnu ikke frostskadet beton vil kunne bedømmes ved en luftporeanalyse som angivet i 23 Frost som eneste skadeårsag er sjælden på nyere broer Frostskader af betonen som enkeltstående skadeårsag ses sjældent på konstruktionsbetonen på den del af den eksisterende bromasse, der er opført i perioden efter Dette skyldes formentlig en ikke kvantificerbar kombination af anvendelsen af relativt lave v/c-tal, luftiblanding og af, at betonerne sjældent udsættes for eller endnu ikke er blevet udsat for kombinationen af kritisk vandmætning og frost. På ældre betonkonstruktioner (karakteriseret ved høje v/c-tal og ingen luftiblanding) ses derimod frost som enkeltstående skadeparameter. Skaderne ses som nedbrydning af selve pastadelen, der gør betonen "mør". Erfaringerne indikerer, at broplader med en asfaltbelægning eller et belægningsfyldlag på mere end 200 mm ikke udvikler frostskader fra oversiden - trods opfugtning og et utilstrækkeligt luftporesystem. DANBRO Særeftersyn

65 Del III: Nedbrydning og levetider Teknisk beskrivelse 3.7 Nedbrydning af fugtisolerede broplader Tabel 3-5. Se også kommentarer i Bilag 10. Karakter Frostbestandighed Luftindhold (minus luft > 2 mm)(%) Specifik overflade (mm -1 ) 0 Frostsikker Betonens frostbestandighed rimelig betinget ikke frostsikkeker frostsik- frostsikker > < 2 > 30 > 25 > 20 < 20 Afstandsfaktor < 0,20 < 0,25 < 0,25 > 0,25 Tabel 3-5 Vurdering af frostrisiko Reparation I forbindelse med vurderingen af reparationsstrategier for broplader er der følgende overordnede mulige reparationstyper: 1. Reparationstype I og II: Forebyggende vedligehold - omisolering eller andet fugtstandsende tiltag så længe der endnu ikke har udviklet sig frostskader eller korrosion (type I). De to reparationstyper anses i dette tilfælde for ligeværdige, fordi de prismæssigt er næsten ens. Hvis denne strategi udskydes tidsmæssigt, antages det, at der går år, før frostskader udvikler sig til et niveau, hvor det bliver nødvendigt at reparere betonen til en dybde under det øverste armeringslag (type III til type IV). Hvis der er en korrosionsrisiko, foretages reparationsvurderingen i henhold til beskrivelsen i pkt. 2 nedenfor. De faktiske konsekvenser af nedbrydningen er afhængige af pladens bæreevne, herunder specielt følsomheden over for reduktionen af tværsnitshøjden og/eller reduktion af armeringstværsnittet. Som minimum vil skadeudviklingen ved frostskader være knyttet til, at det øverste lag optræder ustabilt som underlag for belægningen, som herefter optræder med et stigende skadeomfang. Den økonomiske vurdering af konsekvenserne ved en udskydelse skal i dette tilfælde fokusere enten på et højt niveau af løbende vedligehold af belægningen indtil reparation eller fokusere på de trafikale konsekvenser af hastighedsnedsættelser. Hvis frostskaderne skulle udvikle sig fra undersiden, vil ri- DANBRO Særeftersyn

66 3-56 Del III: Nedbrydning og levetider 3. Teknisk beskrivelse 3.7 Nedbrydning af fugtisolerede broplader sikoen for nedfald af dæklag være dominerende. Ovennævnte års interval mellem de to reparationstyper gælder, medmindre der er et bæreevnemæssigt belæg for at ændre intervallet. 2. Reparationstype III og IV: Egentlige dyberegående reparationer, når skaderne har udviklet sig i større omfang, enten lokalt eller generelt. Omfanget af reparationer og konsekvenserne af udskydelser er, som ved pkt. 1, afhængigt af bæreevnen. Skadeudviklingen forventes at følge en års udviklingskurve fra reparationstype III til reparationstype IV, medmindre der, efter samme årsager som beskrevet under pkt. 1, er et argument for andre vurderinger. DANBRO Særeftersyn

67 Del III: Nedbrydning og levetider Teknisk beskrivelse 3.8 Andre konstruktionselementer 3.8 Andre konstruktionselementer Specielle situationer Ikke alle situationer er dækket ind af manualens anvisninger. Store broer og stålkonstruktioner er eksempler på konstruktioner eller konstruktionselementer, som ikke umiddelbart er omfattet af manualen Særlige forhold for store broer Vurdering af levetider er ikke altid tilstrækkeligt grundlag for at fastlægge behov for reparationer på store broer. Hvordan levetidsfastsættes en fortovsbelægning på f.eks. Svendborgsundbroen, og hvordan kapitaliseres meromkostningerne ved at udskyde reparationen? Samme spørgsmål kan stilles med hensyn til bærekablerne på Lillebæltsbroen eller stålkonstruktionen generelt. 24 Generelt kan det noteres, at der gælder de samme procedurer ved vurderingen af reparationsbehovet for disse elementer som for almindelige betonkonstruktioner: En given nedbrydning har en konsekvens med hensyn til bæreevne og/eller holdbarhed. Enhver udskydelse af reparationen vil derfor medføre, at reparationen bliver dyrere. Hvis denne meromkostning ikke kan argumenteres at være af en vis størrelsesorden (> 10 % om året), vil reparationen typisk blive fravalgt ved en overordnet prioritering. En sådan nedprioritering forekommer ofte. Dette skyldes enten, at reparationsstrategien ikke er korrekt vurderet, eller at reparationen 24 For de store broer kan konsekvensen af at udskyde ikke altid kapitaliseres De store broer udgør en speciel problematik, idet konsekvensvurderingen kan være væsentligt anderledes end for mindre broer. Store broer repræsenterer betydelige samfundsværdier, og konsekvenserne skal ses i forhold til det faktum, at selv mindre reparationer kun vanskeligt kan udskydes, uden at det får nogle konsekvenser, som vil kunne kapitaliseres og teoretisk være en strategisk mulighed, men som i praksis aldrig vil være acceptable. Reparationer af store broers bærende elementer skal derfor i nogle tilfælde ikke indgå i en normal prioritering, men derimod forhåndsprioriteres. For de store broer er det som udgangspunkt alene betonkonstruktionerne, der kan behandles som beskrevet i manualen. DANBRO Særeftersyn

68 3-58 Del III: Nedbrydning og levetider 3. Teknisk beskrivelse 3.8 Andre konstruktionselementer primært er kendetegnet ved at blive udført af hensyn, der ikke er relateret til konstruktionens bæreevne, men derimod udføres af hensyn til brugerkomforten - som oftest et asfaltarbejde eller et fugearbejde. Disse typer arbejder - i kategorien vedligeholdsarbejder - kan derfor ikke altid vurderes og prioriteres på samme måde som et reparationsarbejde Vedligeholdsarbejder kan forhåndsprioriteres Selv omfattende arbejder, som f.eks. en udskiftning af fortovsbelægningen til flere hundrede tusinde kroner, skal opfattes som et vedligeholdsarbejde, der kan forhåndsprioriteres og udføres i det omfang, vedligeholdsbudgettet tillader det, og hvis de lokale forhold betinger, at arbejdet gennemføres på et bestemt tidspunkt. Et særeftersyn udført i forbindelse med vurderingen af et større vedligeholdsarbejde skal derfor ikke nødvendigvis indeholde en kapitalisering af konsekvenserne ved en udskydelse. Efter aftale med bygværksbestyreren kan der eventuelt blot gives en verbal argumentation for indstillingen. Vedligeholdsarbejder, der har trafiksikkerhedsmæssig betydning, skal forhåndsprioriteres Stålkonstruktioner Bærende stålkonstruktioner Med hensyn til andre arbejder, f.eks. maling af bærende stålkonstruktioner, er der en direkte afledet kapitaliserbar konsekvens af at udskyde en nødvendig genmaling. Denne konsekvens kan relativt enkelt vurderes, idet nedbrydningshastigheden fastsættes i henhold til de gængse regler for fastsættelsen af korrosionshastigheden på grundlag af korrosionskategorier jf. DS/EN ISO (Meget lav, Lav, Middel, Høj, Meget høj (industri), Meget høj (marin)). Konsekvensen af at udskyde genbehandlingen kan vurderes ved et særeftersyn og en bæreevnevurdering. Stålautoværn Vurdering af vedligeholdsbehovet for stålautoværn (genmaling, omforzinkning eller udskiftning) skal foretages på baggrund af en DANBRO Særeftersyn

69 Del III: Nedbrydning og levetider Teknisk beskrivelse 3.8 Andre konstruktionselementer opmåling af resttykkelserne af varmforzinkningen eller malingen. DANBRO Særeftersyn

70 3-60 Del III: Nedbrydning og levetider 3. Teknisk beskrivelse 3.9 Levetid af reparationer 3.9 Levetid af reparationer Levetiden af udførte reparationer skal indgå i strategivurderingen. Levetiden fastsættes på baggrund af eksisterende erfaringer. Levetiden af en betonreparation må ikke fastsættes til mindre end 25 år, medmindre der er en særlig argumentation for dette. Levetiden af varmforzinkning må tilsvarende ikke fastsættes til mindre end 25 år, medmindre der er tale om særligt aggressive miljøer (som i øvrigt skal søges imødegået ved at foreskrive et større zinklag). DANBRO Særeftersyn

71 Del IV: Udbedringsstrategier Teknisk beskrivelse 3.9 Levetid af reparationer Del IV: Udbedringsstrategier Denne del af den tekniske beskrivelse indeholder retningslinjer for at opstille og vurdere strategier for udbedring og derpå at indstille den optimale strategi. DANBRO Særeftersyn

72 3-62 Del IV: Udbedringsstrategier 3. Teknisk beskrivelse 3.10 Udbedringsstrategier 3.10 Udbedringsstrategier Generelt Når en konstruktionsdel er konstateret at være skadet, er den umiddelbart mest oplagte udbedringsstrategi at reparere de skadede områder straks og eventuelt at udføre forebyggende vedligehold i ikkeskadede, men udsatte områder. Det er normalt relativt enkelt at fastlægge denne udbedringsstrategi, og valg af konkret reparationsmetode kan umiddelbart foretages imellem en række allerede gennemprøvede løsningsforslag, som erfaringerne har vist er praktisk gennemførlige. Allerede i forbindelse med generaleftersynet er den umiddelbart mest oplagte strategi typisk valgt efter ovennævnte grove vurderingsmodel. Der vil imidlertid normalt være alternativer til denne strategi. Strategier, der enten er baseret på, at man løbende "klatreparerer" sin konstruktion, eller på, at man udnytter konstruktionsdelens levetid til det yderste, før man griber ind. Ved disse strategier må man nødtørftigt reparere de mest skadede områder, indtil det øjeblik reparationen bliver iværksat. Eller iværksætte trafikrestriktioner i den mellemliggende periode (f.eks. hastighedsnedsættelse). Tidspunktet for iværksættelsen af de egentlige reparationsarbejder kan være bestemt ud fra enten tilstanden af de skadede områder eller baseret på tilstanden af de uskadede områder. Udnyttelse af konstruktionsdelenes restlevetid til udsættelse af reparationer kan dels være nødvendig af budgetmæssige årsager, dels kan det vise sig at være det økonomisk optimale. Ensartet behandling af strategier Den økonomiske vurdering af de forskellige relevante udbedringsstrategier indgår i Vejdirektoratets årlige prioritering af reparationsarbejder. Prioriteringen har til formål at sikre, at reparationer foretages i den rækkefølge, der medfører de laveste omkostninger, uden at sikkerheden tilsidesættes. For at prioriteringen kan blive så rigtig som muligt, er det afgørende, at opstilling og vurdering af strategier foretages på en ensartet måde. I det følgende er derfor opstillet generelle og specifikke retningslinjer for opstilling af strategier. Definition af strategier i Ved en udbedringsstrategi forstås i DANBRO en økonomisk op- DANBRO Særeftersyn

73 Del IV: Udbedringsstrategier Teknisk beskrivelse 3.10 Udbedringsstrategier DANBRO stilling for en periode på 50 år. Strategien indeholder 2 typer af beløb: 1. Direkte udgifter: Reparationsudgifter (inkl. projekteringsomkostninger, udgifter til trafikregulerende foranstaltninger mv.) for gennemførelse af strategiens dispositionsforslag. Indirekte udgifter: Afledte omkostninger, der er en følge af at vælge pågældende strategi, men som ikke skal betales under reparationsbudgettet. De indirekte udgifter kan være: - Trafikantgeneomkostninger - Øgede vedligeholdsudgifter som følge af, at en tiltrængt reparation ikke udføres - Kompensation for lavt sikkerhedsniveau, fx. som følge af at et autoværn ikke skiftes til et med højere styrke samtidig i alle løsninger. Se eksempel i Vejreglen. Opstilling af strategier og beregning af deres nutidsværdi foretages i et af Vejdirektoratet udleveret regneark, der skal bruges som input til DANBROs prioriteringsmodul. Vejledning til regnearket findes i bilag Der kan ikke angives reparationer i særeftersynsåret. Hvis udbed- 25 VIGTIGT!!!: Prioriteringen må ikke obstrueres af kreative tilpasninger Prioriteringen udføres på baggrund af beregningen af en straf for hver enkelt strategi. Straffen beregnes i prioriteringsmodulet på grundlag af forskellene mellem den optimale og den udskudte strategi. Ved utilstrækkelige strategier (dvs. forkerte valg af optimale iværksættelsestidspunkter eller forkerte vurderinger af skadeomfanget eller forkert valg af nedbrydningskurve) opleves ofte, at nutidsværdien af den udskudte er mindre end den optimale hvilket den ikke må være. Hvis den udskudte strategi er billigere end den valgte optimale strategi, er iværksættelsestidspunktet normalt forkert fastlagt. Hvis der herefter foretages kreative tilpasninger, har det den konsekvens, at den efterfølgende prioritering bliver misvisende. Hvis kreativiteten medfører, at prisen på den udskudte strategi er næsten identisk med den optimale, betyder dette i de fleste tilfælde, at broen havner meget langt nede på prioriteringslisten. I de fleste tilfælde er dette uden problemer, fordi en reparation, som kan udskydes uden større konsekvenser, altid skal udskydes til fordel for en mere trængende bro. Der kan imidlertid være tale om tilfælde (f.eks. i forbindelse med nedfaldsrisiko eller kørselkomfort), som måske burde give anledning til forhåndsprioritering af reparationerne. Hvis disse strategier som følge af kreative tilpasninger havner langt nede på listen, kan en forhåndsprioritering være løsningen. Omvendt hvis økonomien af den udskudte strategi boostes for meget betyder dette, at strategien fortrænger mere reparationskrævende broer. DANBRO Særeftersyn

74 3-64 Del IV: Udbedringsstrategier 3. Teknisk beskrivelse 3.10 Udbedringsstrategier ring ikke kan vente til året efter, skal der gives besked direkte til bygværksbestyreren, og arbejderne må håndteres uden om prioriteringssystemet. Udskudte strategier Ved prioritering af reparationsarbejder har man brug for at kende konsekvenserne af ikke at udføre arbejderne på det optimale tidspunkt. Derfor skal man for hvert udbedringsarbejde foruden udgifterne i den økonomisk optimale løsning vurdere udgifterne (reparationsudgifter og indirekte omkostninger) under forudsætning af, at det pågældende arbejde udføres 5 år for sent. Der er tale om en egentlig parallelforskydning af alle reparationsaktiviteter. Det vil sige, at hvis der i den optimale løsning er en reparationsudgift i år n, skal der være en tilsvarende udgift i den udskudte løsning i år n+5. Omvendt må der ikke være en reparationsudgift i den udskudte løsning i år n, medmindre der er en tilsvarende udgift i den optimale løsning i år n-5. Som beskrevet i efterfølgende afsnit vil der normalt være sket et væsentligt spring i reparationsudgiften ved de 5 års udskydelse. Herudover vil der i næsten alle tilfælde være tale om øgede indirekte omkostninger. Udgifterne kan (vil) stige på grund af øget skadeomfang, og alene den øgede trafikmængde vil give øgede indirekte omkostninger. For de indirekte omkostningers vedkommende er der ikke noget krav om fuld parallelitet. Tværtimod vil der ofte være indirekte omkostninger i de 5 år, strategien er udskudt. Detaljerede retningslinjer for rapportering af de økonomiske konsekvenser af den enkelte strategi, herunder angivelse af de udskudte løsninger, findes i afsnit , Rapportering til DANBROs prioriteringsmodul. Flere sæt strategier Det er muligt at opstille flere sæt udbedringsstrategier for et bygværk, forudsat at disse er helt uafhængige af hinanden. Helt uafhængige sæt af strategier forudsætter, at alle strategier for det ene sæt er helt uafhængige af alle strategier for det andet sæt. Et valg af strategi i det ene sæt må altså ikke få indflydelse på valg af strategi i det andet sæt. Hvis der er en sådan indflydelse, skal strategierne behandles samlet. Man kan for eksempel godt have tre strategier for kantbjælker og rækværk (midlertidig reparation/gennemgribende reparation/udskiftning) og tre strategier for søjler (overfladebehandling/betonreparationer/udskiftning), forudsat at ingen af disse (i alt 6) strategier indebærer udskiftning af bropladen. Hvis bropladen er i dårlig stand, og én af strategierne indeholder udskiftning af den, er de to sæt strategier ikke uafhængige (fordi DANBRO Særeftersyn

75 Del IV: Udbedringsstrategier Teknisk beskrivelse 3.10 Udbedringsstrategier kantbjælker og rækværk indgår i begge), og man må derfor kun opstille ét sæt strategier for broen. Forhåndsprioritering I enkelte tilfælde, som beskrevet ovenfor, kan det være relevant at overveje efter aftale med bygværksbestyreren at indstille, at en strategi forhåndsprioriteres Reparationsmetoder I forbindelse med særeftersynet skal nye alternative strategier altid medtages i vurderingerne. Eksempelvis skal det ved korrosion altid vurderes, om en strategi med katodisk beskyttelse er relevant. Ligeledes skal det medtages i vurderingerne og den senere prissætning, at nye reparationsteknikker som f.eks. vandspuling som erstatning for nedhugning med lufthammer dels er forbundet med et bedre arbejdsmiljø, dels er prismæssigt mindre afhængige af huggedybder Strategivalg I forbindelse med valget af mulige strategier er der overordnet set kun to strategier: Partielle reparationer udført i takt med, at skaderne opstår, og en udskydelse af reparationerne, indtil hele konstruktionen repareres. Ved særeftersynet skal det godtgøres, at en eventuel partiel reparation ikke bare er teoretisk, men også er praktisk og teknisk gennemførlig inden for de økonomiske rammer, der opstilles. 26 Desuden er det væsentligt at vurdere, om arbejderne af trafikale hensyn med fordel kan udføres som natarbejder eller i flerholdsskift. Det noteres, at der på flere strækninger er forbud mod at udføre større reparationsarbejder i dagtimerne. I andre tilfælde vil det ved de trafikale vurderinger vise sig, at de trafikale omkostninger er meget høje som indikation på, at en trafikal restriktion vil kunne skabe problemer. I disse tilfælde skal der foretages en særlig trafikal vurdering efter aftale med bygværksbestyreren. 26 De foreskrevne reparationer skal kunne udføres i praksis DANBRO Særeftersyn

76 3-66 Del IV: Udbedringsstrategier 3. Teknisk beskrivelse 3.10 Udbedringsstrategier Højere enhedspriser ved mindre arbejder Ved prisfastsættelsen skal det indregnes, at mindre, partielle arbejder vil kunne have en højere enhedspris end ved et gennemgribende arbejde, ligesom en reparations basisomkostning kun udløses én gang ved en total løsning, men flere gange ved partielle løsninger. Sådanne forhold skal vurderes ved følsomhedsanalysen forud for den endelige indstilling af strategi Dispositionsforslag Til brug ved prioriteringen skal der som resultat af hvert særeftersyn opstilles 1-3 alternative udbedringsstrategier. Hovedbestanddelen i en strategi er dispositionsforslagene for de udbedringer, der foreslås gennemført inden for en 50 års tidshorisont. Et dispositionsforslag er et teknisk forslag til udbedring med et skadeomfang og dertil hørende økonomisk overslag der er fastsat afhængigt af udførelsesåret. De relevante strategier kan som oftest kategoriseres som følger: Strategi A: Løbende reparation i takt med at skaderne konstateres, evt. inklusive forebyggende vedligehold i ikke-skadede områder. Strategi B: Gennemgribende reparation af hele konstruktionsdelen, når skadeomfanget har udviklet sig til at omfatte hele konstruktionsdelen evt. suppleret med forebyggende vedligehold for at forsinke skadeudviklingen. Strategi C: Udskiftning, når levetiden er opbrugt. Optimalt tidspunkt Udbedringsarbejdernes indhold og deres tidsmæssige placering fastlægges ud fra den opstillede levetidskurve, hvis enkelte trin beskriver en relevant strategi. Det optimale reparationstidspunkt er lige før knækpunkterne på levetidskurven. Strategifastsættelsen og valg af optimalt tidspunkt er imidlertid ofte kompleks, da der kan være forskellige levetidskurver for forskellige dele af samme konstruktionsdel og for forskellige konstruktionsde- Et typisk eksempel er omisolering: Er en partiel omisolering teknisk mulig, dvs. er den resterende fugtisolering kompatibel med den nye? Kan der udføres forsvarlige samlinger? Vil den senere totale omisolering medføre, at dele af det allerede udførte arbejde skal laves om for at få et acceptabelt resultat? DANBRO Særeftersyn

77 Del IV: Udbedringsstrategier Teknisk beskrivelse 3.10 Udbedringsstrategier le. De forskellige levetidskurver skal derfor mixes på en hensigtsmæssig måde, baseret på gentagne gennemregninger af forskellige strategier, kombineret med en samlet ingeniørmæssig vurdering. Generelt gælder, at når man har fundet det optimale tidspunkt, vil nutidsværdien af strategien vokse, hvis arbejderne fremskyndes eller udskydes i forhold til dette tidspunkt. Ellers var dette tidspunkt ikke optimalt. Det betyder også, at det optimale tidspunkt kan variere, alt efter hvilken diskonteringsrate der bruges i nutidsværdiberegningen. 27 Man skal også tage i betragtning, at trafikantgeneomkostningerne i nogle tilfælde vil stige meget ved en udskydelse, f.eks. hvor vejens trafikbelastning i dag ligger tæt på kapaciteten. Når trafikken stiger yderligere, vil indskrænkninger i trafikken under udførelse af reparationsarbejderne medføre kødannelser og dermed ventetid, som kan blive betragtelig ved store trafikintensiteter (typisk i myldretiden). Som grundlag for prioriteringen skal man altså for hver strategi fastslå: Hvad er det optimale udførelsestidspunkt (for strategi A s vedkommende (løbende reparationer jf. ovenfor) vil der skulle fastlægges flere optimale tidspunkter) Hvad er konsekvenserne af at udskyde udførelsen 5 år i forhold til det optimale udførelsestidspunkt. Forskrifter for den konkrete opstilling af udbedringsstrategier til brug for prioriteringen findes i afsnit Særlige forhold Når man vurderer den forventede skadeudvikling, er det vigtigt at sigte mod den mest sandsynlige udvikling. Man skal altså ikke indlægge sikkerhedsfaktorer i vurderingerne for at få en skønnet ska- 27 Valg af optimalt tidspunkt. En jævn øgning af skadeomfanget f.eks. en øgning af den dybde, hvortil der skal udskiftes beton pga. for højt kloridindhold, fra 15 til 25 mm over de 5 år vil i de færreste tilfælde medføre øgede reparationsomkostninger i en størrelsesorden, der ændrer væsentligt på reparationsudgifterne. Så længe man kun taler om at udskifte beton i dæklaget, er udgifterne ikke særligt følsomme for, hvor stor tykkelse der faktisk udskiftes. Derfor vil det optimale udførelsestidspunkt generelt være lige før, der sker et spring i relevant reparationstype. Hvis den relevante reparation f.eks. er at udskifte dæklag, men ikke berøre armeringen, kan det generelt betale sig at vente med at reparere til lige før armeringen bliver angrebet. Og tilsvarende, hvis armeringen allerede er angrebet, kan det betale sig at vente med reparationen, så længe armeringen ikke er angrebet så hårdt, at bæreevne og stabilitet er anfægtet. DANBRO Særeftersyn

78 3-68 Del IV: Udbedringsstrategier 3. Teknisk beskrivelse 3.10 Udbedringsstrategier deudvikling, der er på den sikre side. Ved den senere følsomhedsanalyse (se afsnit ) udføres beregninger til vurdering af konsekvenserne af at skønne for optimistisk hhv. pessimistisk. Dette gælder dog ikke, når der er en sikkerhedsrisiko. Hvis man for eksempel undersøger en strategi, der går ud på at lade bropladen nedbrydes, indtil bæreevnen kommer i fare (strategi type C jf. afsnit ), er det ikke tilstrækkeligt at regne med at udskifte bropladen på det tidspunkt, hvor bæreevnen med størst sandsynlighed passerer det acceptable niveau. Her er man nødt til at operere med en sikkerhedsmargen, der sikrer, at der altid er det foreskrevne sikkerhedsniveau. I den forbindelse vil probabilistiske beregningsmetoder ofte med fordel kunne anvendes. Anvendelse af sådanne metoder skal altid på forhånd aftales med bygværksbestyreren. Strategier for ubeskyttede betonkonstruktioner I forbindelse opstillingen af strategierne A-C ved reparation af korrosionstruede eller -skadede elementer anvendes de følgende fire reparationstyper som udgangspunkt: 1. Reparationstype I: Forebyggende vedligehold Udføres, før skaderne initieres, og hvis det kritiske kloridindhold er mere end 10 år væk fra armeringen. 2. Reparationstype II: Dæklagsreparationer Udføres, når korrosion er initieret og har udviklet sig på bøjlearmeringen, men før korrosion er blevet initieret på hovedarmeringen. 3. Reparationstype III: Reparationer bag hovedarmeringen. 4. Reparationstype IV: Udskiftning af hele tværsnit Ved reparation af ubeskyttede betonkonstruktioner, udsat for nedbrydning som følge af AKR/frost eller frost, anvendes reparationstyper som angivet under Strategier for isolerede betonbroplader. Tidsmæssige spring mellem strategier og udskudte strategier Det tidsmæssige spring mellem strategierne er bestemt af den opstillede levetidskurve i henhold til afsnit 3.6, og 3.7.2, typisk sammen med en statisk vurdering. Strategier for isolerede betonbroplader I forbindelse med omisolering er der 3 forskellige overordnede strategier: Strategi A: Strategi B: Partiel omisolering i områder, hvor fugtisoleringen er utæt og eventuelt har udviklet skader. Denne strategi iværksættes typisk "snarest". Total omisolering, når størstedelen af fugtisoleringen er utæt, og skadeomfanget har udviklet sig i større områder. DANBRO Særeftersyn

79 Del IV: Udbedringsstrategier Teknisk beskrivelse 3.10 Udbedringsstrategier Strategi C: Udskiftning af overbygningen, når levetiden er opbrugt. I strategivurderingerne indgår også en vurdering af belægningen. Belægningen er afgørende for kørselssikkerheden/komforten, og restlevetiden af belægningen (og den eventuelle underliggende beskyttelsesbeton) kan godt have større betydning for iværksættelsen af en strategi end selve konstruktionsbetonen. Hvis en strategi udskydes, vil kørselskomforten og sikkerheden falde, og der skal inkluderes omkostninger til løbende reparation og eventuelt inkluderes trafikantgeneomkostninger, f.eks. som følge af hastighedsnedsættelse eller indskrænkninger i kørebanearealet. Uanset valget af strategi vil det være nødvendigt at vurdere, hvilken af de følgende reparationstyper (for betonpladen), det er nødvendigt at iværksætte i det aktuelle tilfælde: Type I: Type II: Type III: Type IV: Overfladisk opretning Reparation til niveau af OS armering. Reparation til et niveau under OS armering Egentlige udskiftnings- eller forstærkningsløsninger som følge af skader på hele tværsnit og/eller armering og kabler Tidsmæssige spring mellem strategier og udskudte strategier I forbindelse med særeftersynet afgøres det, i hvilket omfang hver af ovenstående reparationstyper er aktuel for de skadede områder. Denne vurdering kan eventuelt inkludere en statisk vurdering. Vurderingen af, hvornår behovet for den næste reparationstype har udviklet sig, samt af, hvornår et tilsvarende reparationsbehov opstår i endnu uskadede områder, er en kombination af en vurdering af det fortsatte nedbrydningsforløb og vurdering af de deraf følgende statiske konsekvenser. Hvis nedbrydningsforløbet (forløbet af levetidskurven) ikke kan vurderes præcist (hvilket vil gælde i de fleste tilfælde), bruges følgende retningslinjer: 1. Tidsmæssigt defineres overgangen fra den ene til den næste reparationstype at foregå med 10-års spring, hvis broen er støbt med alkalireaktivt materiale. Det vil sige, at hvis en reparation af type II vil være det rigtige i dag, vil en reparation af type III være påkrævet, hvis vi venter 10 år med at reparere osv. 2. Tidsmæssigt defineres overgangen fra den ene til den næste reparationstype at foregå med 10-års spring, hvis broen er støbt uden alkalireaktivt materiale, men er kloridbelastet. Således de- DANBRO Særeftersyn

80 3-70 Del IV: Udbedringsstrategier 3. Teknisk beskrivelse 3.10 Udbedringsstrategier fineres konsekvenserne af at udskyde en omisolering af en i øvrigt stadig uskadt, men klorid- og fugtbelastet bro i 10 år at være, at den rigtige reparation går fra en type I til en type II. 3. Tidsmæssigt defineres overgangen fra den ene til den næste reparationstype at foregå med 5-års spring, hvis broen er støbt med alkalireaktivt materiale, og konstruktionsdelens statiske virkemåde er følsom overfor AKR/frostskader. 4. Det optimale reparationstidspunkt fastsættes således, at en udskydelse på 5 år vil medføre at den næste reparationstype i rækken vælges. Springene i reparationstype med 10 års intervaller er illustreret i Figur 3-3. Figur 3-3 Spring i reparationstype med 10 års intervaller Uanset om strategivalget baseres på ovenstående retningslinjer eller afvigelser herfra, skal valget begrundes, bl.a. gennem følsomhedsanalyser, der har til formål at vurdere konsekvenserne af, at levetidsangivelserne er usikre (hvad er konsekvensen, hvis restlevetiden f.eks. er 5 år og ikke 10, som forudsat). Strategier for andre konstruktionstyper For andre konstruktionstyper end de ovenfor beskrevne herunder andre konstruktionsmaterialer end armeret beton må særeftersynsingeniøren bruge sin erfaring og opsøge relevant viden for at kunne bedømme skader og opstille sandsynlige nedbrydningsforløb som grundlag for at kunne opstille realistiske udbedringsstrategier. DANBRO Særeftersyn

81 Del IV: Udbedringsstrategier Teknisk beskrivelse 3.10 Udbedringsstrategier Efterfølgende aktiviteter Den enkelte strategi omfatter ikke bare udarbejdelsen af det dispositionsforslag, der er kernen i strategien, men alle udgifter i forbindelse med strategien i en periode på 50 år (55 år for den udskudte løsning). Hvis strategien f.eks. vedrører isolering og belægning, vil der optræde udskiftning af slidlag og muligvis også udskiftning af fugtisolering en eller flere gange indenfor perioden. I den sammenhæng kan der normalt ses bort fra udgifter til rutinemæssigt vedligehold, eftersyn mv., da disse anses for at være uafhængige af, hvornår der repareres. Men hvis der er grundlægende forskelle på det rutinemæssige vedligehold i de forskellige strategier eller mellem den optimale og den udskudte løsning inden for samme strategi, skal disse udgifter tages med, så strategierne er sammenlignelige. Der kan f.eks. være tale om at intensivere vedligeholdet for at forlænge levetiden, eller der kan være tale om, at der skal udføres midlertidige lapninger for at kompensere for, at brobelægningen ikke bliver fornyet "til tiden". Det kan også tænkes, at man slækker på eller undlader vedligehold af en komponent, der alligevel snart skal udskiftes eller hovedrepareres. Erfaringspriser Som hjælp til at udregne økonomiske overslag for dispositionsforslagene findes opdaterede erfaringspriser på almindelige reparationsarbejder i en standardtilbudsliste i prisbogen, der er nærmere beskrevet i Manual 8, Prisbog. For god ordens skyld skal det anføres, at prisbogen også indeholder en række såkaldte standardreparationer. Disse er alene til brug ved generaleftersyn, og de tilhørende overslagspriser kan ikke anses for at være tilstrækkeligt nøjagtige til brug i forbindelse med særeftersyn. Ved udarbejdelse af overslag i forbindelse med særeftersyn forudsættes det, at man fastlægger omtrentlige mængder på relevante underposter i prisbogens standardtilbudsliste. Bygværkets tilstand og sikkerhedsniveau Det er af afgørende betydning for strategiernes behandling i prioriteringsmodulet, at de alle medfører samme brugsværdi og sikkerhedsniveau for bygværket. Det er en forudsætning, at broen hele tiden er i en brugbarhedsmæssigt og sikkerhedsmæssigt acceptabel stand i alle strategier, i princippet i uendelig lang tid. Hvis dette i en periode ikke er tilfældet, skal der indsættes indirekte omkostninger. Det kan f.eks. være trafikantgeneomkostninger på grund af lastbegrænsninger som følge af nedsat bæreevne eller forsinkelser ved nedsat maksimal hastighed (se dog afsnit ). Det kan også være øgede vedligeholdsudgifter, f.eks. til lapning af slaghuller eller opretning af svær sporkøring i en belægning, der egentlig skulle have været skiftet ud. Disse forhold er særligt relevante i de tilfælde, hvor man betragter DANBRO Særeftersyn

82 3-72 Del IV: Udbedringsstrategier 3. Teknisk beskrivelse 3.10 Udbedringsstrategier en strategi, der går ud på at udnytte konstruktionernes levetid til det yderste (strategi type C, jf. afsnit ). Se også afsnit om trafikantgeneomkostninger. Hvis den ene strategi medfører en forøgelse af brugsværdien eller sikkerheden, f.eks. i form af udskiftning af eksisterende 20 kn autoværn til 100 kn autoværn, skal strategierne gøres beregningsteknisk ligeværdige. Dette er beskrevet i Vejreglen. Generelle opgraderinger af bygværker, der er projekteret og opført efter standarder, der i dag betragtes som utilstrækkelige (frihøjder, bæreevne, autoværn mv.), skal kun indregnes, når det er aftalt med bygværksbestyreren. Udnyttelse af restlevetid Ingen restværdier Hvis man efter aftale med bygværksbestyreren - betragter en strategi der går ud på at udnytte konstruktionernes levetid til det yderste (strategi type C), vil der ofte være tale om at sikkerhedsniveauet er nedsat i de sidste år før konstruktionerne udskiftes. Dette kan medføre, at der skal indføres restriktioner for trafikanterne (nedsat hastighed, lastbegrænsninger, indskrænkning af kørebanebredde og lignende). Både de afledte trafikantgener og udgifter til at udføre og vedligeholde restriktionerne skal prissættes og indgå i vurderingerne. Ved tidshorisonten vil bygværkets tilstand ikke være den samme i alle undersøgte strategier. I nogle tilfælde vil bygværket (de aktuelle konstruktionsdele) være nyrepareret ved tidshorisonten, i andre strategier vil det stå foran en snarlig reparation. Dette skulle der strengt taget kompenseres for, f.eks. ved at indregne restværdier ved tidshorisonten i analysen. Der ses imidlertid bort fra dette forhold af følgende grund: Udgifter (og restværdier) 50 år ude i fremtiden vil have meget lille indflydelse på den enkelte strategis samlede nutidsværdi og på valget af strategi i de fleste reparationstilfælde. Undtaget herfra er de enkelte tilfælde, hvor det er hensigtsmæssigt at udnytte konstruktionens restlevetid fuldt ud før total udskiftning. Et sådant valg samt den deraf følgende økonomiske vurdering og eventuelle brug af restværdier i disse tilfælde kan kun ske efter aftale med bygværksbestyreren Trafikantgeneomkostninger Udførelse af arbejderne i et dispositionsforslag og konsekvenserne af ikke at udføre fornødne arbejder vil meget ofte medføre for- DANBRO Særeftersyn

83 Del IV: Udbedringsstrategier Teknisk beskrivelse 3.10 Udbedringsstrategier ringelse af sikkerheds- og serviceniveauet. Disse gener kapitaliseres, så de kan medregnes i strategierne, ved en udregning af såkaldte trafikantgeneomkostninger. Trafikantgeneomkostningerne er ikke fiktive beløb. Det er helt reelle udgifter, der blot ikke skal betales af bygværksbestyrerens reparationsbudget, men afholdes af trafikanterne (øget benzinforbrug, ventetid og lignende). Trafikantgeneomkostningerne indgår i de økonomiske analyser helt på lige fod med de direkte reparationsudgifter, når den optimale udbedringsstrategi skal findes. Ud over trafikantgener i forbindelse med udførelse af arbejderne kan der i mange tilfælde optræde trafikantgener i perioden op til gennemførelsen af et arbejde, især i de udskudte løsninger. Eksempel Baggrund: Brobelægningen på en given bro bør udskiftes straks, da der opstår slaghuller, der er farlige, specielt for motorcyklister. Belægningen er i så ringe stand, at hullerne ikke kan repareres i den takt, de opstår. Da sikkerheden ikke må sættes over styr, kan en konsekvens være, at broen spærres for motortrafik, indtil den bliver repareret. Det betyder, at al trafik må ledes ad en omvej, hvilket medfører meget store daglige trafikantgeneomkostninger. Og det betyder igen, at de økonomiske konsekvenser af at udskyde arbejderne bliver så store, at den optimale løsning vil blive valgt, når Vejdirektoratet gennemfører prioriteringen. En alternativ og mindre drastisk konsekvens kan være, at man indfører hastighedsbegrænsning, der også medfører gener og dermed trafikantgeneomkostninger. Der kan også være tale om, at komforten nedsættes. Hvis det f.eks. må antages, at trafikanterne vil nedsætte hastigheden på grund af belægningens dårlige tilstand, vil det medføre trafikantgeneomkostninger, der skal inkluderes i beregningerne. En tredje mulighed er, at man udfører hyppige opretningsarbejder, der sikrer, at det fornødne sikkerhedsniveau er opretholdt. Disse anføres som øvrige indirekte udgifter som beskrevet i afsnit Vurdering af trafikantgener og -omkostninger er overordnet beskrevet i bilag C i Vejreglen. Konkret beregning af trafikantgeneomkostninger foretages med det af VD udleverede program. Man skal være opmærksom på, at på veje med stor trafikintensitet kan der også være trafikantgeneomkostninger i den eksisterende situation. Derfor skal beregningerne både udføres i normalsituationen og i den midlertidige situation, og kun forskellen mellem de DANBRO Særeftersyn

84 3-74 Del IV: Udbedringsstrategier 3. Teknisk beskrivelse 3.10 Udbedringsstrategier fundne værdier indføres som trafikantgeneomkostninger. I vejledningen til ovennævnte regneark (indsat som bilag 12 i denne manual) er beskrevet mere detaljeret, hvordan beregningerne foretages. 28 De trafikdata, trafikøkonomiske enhedspriser mv., der skal anvendes i beregningerne, oplyses af bygværksbestyreren ved rekvisition af særeftersynet Øvrige indirekte omkostninger Ud over trafikantgeneomkostninger kan der optræde andre indirekte omkostninger. Der kan være tale om øgede vedligeholdsudgifter som konsekvens af, at påkrævede reparationer ikke gennemføres til tiden, eller der kan være tale om udgifter, der regningsmæssigt sættes ind for at kompensere for, at to strategier ellers ikke er ligeværdige, jf. afsnit Eksempel I den økonomisk optimale løsning udskiftes brobelægningen i år 5. I den udskudte løsning sker udskiftningen i år 10. Tilstanden er så ringe, at der opstår farlige slaghuller. I det tilfælde må man anføre indirekte udgifter til regelmæssig eftersyn og lapning af de opståede slaghuller i perioden, indtil udskiftningen foretages, eller forhåndsprioritere. Disse omkostninger skal anføres under indirekte udgifter, da de i Vejdirektoratets budgetsystem ikke skal belaste reparationsbudgettet Diskonteringsrate Vejdirektoratets prioritering af udbedringsarbejder (i DANBROs prioriteringsmodul, jf. afsnit ) foretages som udgangspunkt med en diskonteringsrate på 7 % p.a., og det regneark, der udleveres af Vejdirektoratet til brug ved opstilling af strategier, regner også med 7%. 28 Trafikale restriktioner og forhåndsprioritering Det understreges, at ovennævnte vurderingsmuligheder med hensyn til trafikale restriktioner i den normale brugssituation er teoretiske økonomiske betragtninger, der har til formål at illustrere en faktisk kritisk situation. Et fremtidigt scenarie som beskrevet med hastighedsnedsættelser eller spærringer vil i langt de fleste tilfælde være fiktivt, idet det aldrig ville kunne tillades at indføre så væsentlige restriktioner på en hovedfærdselsåre. Resultater af denne karakter skal altid diskuteres med bygværksbestyreren og eventuelt føre til, at en forhåndsprioritering af strategien indstilles. DANBRO Særeftersyn

85 Del IV: Udbedringsstrategier Teknisk beskrivelse 3.10 Udbedringsstrategier Ved sikkerhedsmæssige risici kan det forekomme, at særeftersynsingeniøren efter en samlet ingeniørmæssig vurdering anbefaler (forhåndspriorterer) en strategi, selv om denne (med anvendelse af 7 % diskonteringsrate) får en lavere nutidsværdi ved 5 års udskydelse. I sådanne tilfælde bør særeftersynsingeniøren gøre opmærksom på det ved afrapporteringen, idet den pågældende strategi ikke kan indgå i den automatiske prioritering på normal vis (se afsnit og og note 28 om forhåndsprioritering) Følsomhedsanalyser Der skal udføres følsomhedsanalyser, der undersøger, hvordan variationer i de indgående parametre og vurderinger kan have konsekvenser for valg af strategi. Følsomhedsanalysernes resultater indgår ikke direkte i de data, der senere danner grundlag for prioritering af udbedringsarbejder. Men de er et vigtigt redskab i analysefasen, idet de kan pege på, hvilke faktorer det er specielt vigtigt at undersøge grundigt. Følsomhedsanalysen vil også kunne bruges i en evt. senere opdatering af særeftersynet til at vurdere, hvilke parametre det er specielt vigtigt at revurdere. Forhold, det normalt vil være relevant at underkaste følsomhedsanalyse, er: Skadeomfang (hvad betyder det for valg af strategi, om skadeomfanget er vurderet for højt hhv. for lavt?) Skadeudvikling (hvad betyder det for valg af strategi, om den formodede skadeudvikling til det forudsatte udbedringstidspunkt og ved 5 års udskydelse er vurderet for højt hhv. for lavt?) Udbedringsomkostninger (hvad betyder det for valg af strategi, om overslaget over udbedringsudgifter er for højt hhv. for lavt?) Trafikudvikling (hvad betyder det for trafikantgeneomkostningerne, og dermed for strategierne, om den forventede trafikstigning er sat for højt hhv. for lavt?) I mange tilfælde vil det være naturligt at inddrage statistiske metoder i følsomhedsanalysen, jf. de overvejelser om prøvningsomfang, der er beskrevet i afsnit 3.3. Eksempel Når følsomheden for skadeudvikling skal vurderes, svarer det til at vurdere konsekvenserne af, at udviklingsforløbet er hurtigere eller DANBRO Særeftersyn

86 3-76 Del IV: Udbedringsstrategier 3. Teknisk beskrivelse 3.10 Udbedringsstrategier langsommere end forventet, svarende til kurverne i Figur 3-4. Figur 3-4 Følsomhed for skadeudviklingens hastighed DANBRO Særeftersyn

87 Del IV: Udbedringsstrategier Teknisk beskrivelse 3.11 Valg af udbedringsstrategi 3.11 Valg af udbedringsstrategi På grundlag af de undersøgte strategier foretager særeftersynsingeniøren en indstilling. Her anbefales den alt taget i betragtning optimale strategi for reparation af bygværket til udførelse. Indstillingen er således resultatet af det enkelte særeftersyn. DANBRO Særeftersyn

88 3-78 Del V: Rapportering 3. Teknisk beskrivelse 3.11 Valg af udbedringsstrategi Del V: Rapportering I denne del af den tekniske beskrivelse defineres de regler, der gælder for rapportering af særeftersynet. DANBRO Særeftersyn

89 Del V: Rapportering Teknisk beskrivelse 3.12 Rapportering 3.12 Rapportering Generelt Rapportering af særeftersyn udføres i henhold til Vejreglen med de tilføjelser, der er nævnt i foranstående afsnit vedrørende økonomiske vurderinger af forskellige udbedringsstrategier og beskrivelse af disse. Herudover indeholder særeftersynsrapporten en detaljeret registrering af mindre skader på andre konstruktionselementer, som bør repareres samtidig med de primære skader i det omfang det er aftalt ved rekvisitionen af særeftersynet. Ved rapporteringen anvendes terminologi i overensstemmelse med den, der er anført i Vejreglens bilag G6 og G7. Vedr. rapporteringen skal bemærkes: Grundlaget for beregning af trafikantgeneomkostninger skal anføres. F.eks. trafiktællinger, lastbilprocent, forsinkelser, omkørslers længde osv. Det gøres generelt ved at indsætte inddataside og resultatskema fra det af Vejdirektoratet udleverede program som bilag til rapporten. Måleresultater skal generelt gengives i rapporten. I de fleste tilfælde vil det være mest hensigtsmæssigt at indsætte resultatskemaer som bilag og referere hovedresultater og tendenser i rapportteksten. Rådata skal generelt ikke indsættes (f.eks. gengives de enkelte aflæsninger ikke ved et nivellement, der anføres kun de relevante koter, der er fundet som resultat af nivellementet). Kloridmålinger skal rapporteres efter de anvisninger og på de skemaer, der ses i bilag 1. De kriterier og beregningsmodeller, der benyttes til at udlede konklusioner af de udførte objektive registreringer, skal anføres. Der kan dels være tale om "generelle" kriterier som "Vi anser korrosion for sandsynlig, når kloridindholdet overstiger 0,05 vægtprocent af tør beton" eller "Vi antager at kloridindtrængen i beton følger Ficks 2. lov", dels specifikke kriterier der dækker det aktuelle bygværk, som f.eks. "Registreringerne viser, at der på denne konstruktion ikke optræder armeringskorrosion, hvor der ved EKP-målingerne er fundet et potentiale større end -250 mv i forhold til en sølv/sølvklorid-referenceelektrode". DANBRO Særeftersyn

90 3-80 Del V: Rapportering 3. Teknisk beskrivelse 3.12 Rapportering Ved udskydelse af arbejder skal baggrunden for de øgede udgifter anføres for hver udgiftstype. Reparationsudgifter. F.eks.: (hvor reparationen i den optimale løsning er en udskiftning af dæklaget uden at berøre armeringen) Ved 5 års udskydelse vurderes, at reparationen på 50 % af det oprindeligt berørte areal vil medføre udskiftning af beton til 5 cm bag armeringen og at der herudover skal foretages udskiftning af dæklaget på yderligere 50 m². Trafikantgeneomkostninger. F.eks.: Det øgede reparationsomfang betyder, at udførelsesperioden øges fra 6 til 8 uger. Samtidig vil reparationen også omfatte en del af kørebanearealet, og kørebanen vil derfor blive indsnævret til 2 spor a 3,2 m. Tilsammen betyder dette øgede trafikantgeneomkostninger på xx.000 kr. som vist i bilag yy. Øgede vedligeholdsudgifter. F.eks.: For at opretholde trafikken vurderer vi, at der i udskydelsesperioden fire gange årligt skal foretages lapning af slaghuller i kørebanen til en udgift på kr. pr. gang Sikkerhedsforhold. F.eks.: Der er en risiko for betonnedfald, hvorfor der skal foretages en snarlig reparationsindsats jf. bilag zz Rapportering til DANBROs prioriteringsmodul Prioritering Da bevillingerne normalt ikke rækker til at gennemføre de optimale strategier på alle bygværker, vil ikke alle bygværker kunne blive repareret efter indstillingen. For at kunne fordele det årlige reparationsbudget bedst muligt foretager Vejdirektoratet derfor en prioritering, hvor alle særeftersyn for et kalenderår vurderes under et. Prioriteringen sker ved en samtidig nutidsværdiberegning af alle strategier på de bygværker, for hvilke der foreligger strategier, og hvor udbedring ikke allerede er sat i gang, evt. ved en forhåndsprioritering. Nutidsværdimetoden er beskrevet i bilag S3 i Vejreglen. Resultatet af alle årets særeftersyn Prioriteringen er resultatet af alle årets særeftersyn, set under et. Indrapportering Indrapportering til prioriteringen sker ved at udfylde det af VD udleverede regneark. Regnearket afleveres til VD på elektronisk form parallelt med udskriften, der indsættes i særeftersynsrapporten. Det, DANBRO Særeftersyn

91 Del V: Rapportering Teknisk beskrivelse 3.12 Rapportering der rapporteres, er de udbedringsstrategier, der er udarbejdet og sammenholdt i særeftersynet. Hvis der er opstillet flere uafhængige sæt udbedringsstrategier, jf. side 3-64, udfyldes et skema (regneark) for hvert sæt. Regnearket indeholder et ark med grunddata, et ark med udgifterne til hver enkelt strategi og et ark der opsummerer nutidsværdierne for alle strategier. En korrekt udfyldelse af skemaet er en meget vigtig del af rapporteringen af særeftersynet. Under grunddata registreres: Bygværkets nummer og navn Problemets navn (f.eks. armeringskorrosion i kantbjælker) Udførende firma Eftersynsår (svarer til år 0 i nutidsværdiberegningerne og angiver samtidig prisniveauet for overslagspriser) En kort, karakteristisk beskrivelse af hver strategi (Eksempler: Lapning af huller efterhånden som de opstår., Eftergåelse af bitumenfuger og forsegling af revner hvert 5. år, omisolering efter 15 år., Udnytte restlevetiden, udskifte bropladen efter 20 år. For hver økonomisk optimal løsning anføres reparationsudgifter og trafikantgeneomkostninger i årene 1-50 efter eftersynsåret. For de tilsvarende udskudte løsninger anføres reparationsudgifter i årene 6-55 og trafikantgeneomkostninger i årene 1-55 efter eftersynsåret. Reparationsudgifterne skal indeholde alle udgifter i forbindelse med reparationen. Det vil foruden entreprenørudgifter normalt sige udgifter til rådgivende ingeniør, til bygværksbestyrerens administration og til bygherreleverancer, herunder udgifter til trafikomlægninger. Den udskudte løsning forudsætter, at der ikke udføres reparationsarbejder i de 5 år, løsningen udskydes. Der kan derfor ikke optræde reparationsudgifter i disse 5 år. Derimod kan der godt optræde trafikantgeneomkostninger eller andre indirekte omkostninger som følge af, at der ikke repareres "i tide". Udgifterne angives i kr. i faste priser ekskl. moms, med prisniveau svarende til eftersynstidspunktet (som ligger i "år 0"). Vedrørende brug af regnearket i øvrigt henvises til vejledningen, der er indsat som bilag 12. DANBRO Særeftersyn

92 3-82 Del V: Rapportering 3. Teknisk beskrivelse 3.12 Rapportering Opdatering af generaleftersynsdata Sammen med særeftersynsrapporten skal særeftersynsingeniøren aflevere en kopi af den seneste generaleftersynsrapport med påførte forslag til ændring af generaleftersynsdata. Der kan typisk være tale om forslag til ændring af tilstandskarakterer og udbedringsforslag som følge af det mere nøjagtige kendskab til tilstanden, som er opnået ved særeftersynet. Forslag til ændringer i generaleftersynsdata skal følge retningslinjerne i DANBRO-manual 3, Generaleftersyn. Specielt bemærkes: Tidligere indmeldte behov for reparationer og særeftersyn streges over, hvis de ikke længere er relevante. Førstkommende behov for reparationer og evt. efterfølgende reparationer inden for de første 11 år efter særeftersynet i den strategi der indstilles, indmeldes for de undersøgte konstruktionsdele. Efterfølgende reparationer indmeldes ikke i generaleftersynet. Behov for reparationsarbejder, der indmeldes på grundlag af særeftersyn, kan normalt ikke registreres ved brug af prisbogens standardreparationer, alene af den grund at der ved særeftersynet er udført et mere nøjagtigt overslag. Sådanne arbejder skal derfor anføres som art Z Ikke standardarbejde, og arbejdets art skal beskrives under skadebeskrivelse for det pågældende element. DANBRO Særeftersyn

93 Del V: Rapportering Teknisk beskrivelse 3.13 Stikordsregister 3.13 Stikordsregister Armering Beregninger Beregningsregler , 3-26 Budget Bygværkets tilstand bæreevnevurdering Definition af strategier i DANBRO dispositionsforslag Dokumentation Dynamisk planlægning Erfaringspriser Flere sæt strategier Grundlag Indrapportering til prioriteringen isolerede betonbroplader Ledninger Nutidsværdimetoden Optimalt tidspunkt Periodiske eftersyn Prioritering Prøvebelastning Rapportering til DANBROs prioriteringsmodul rekvisition restværdier Retablering sikkerhedsniveau Særeftersynsingeniørens planlægning Teknisk og økonomisk særeftersyn teknisk særeftersyn tidsplan Trafikale forhold Trafikantgeneomkostninger Type A Type B Udbedringsstrategier3-11, 3-35, 3-42, 3-57, 3-60, 3-65 Udførelse Udskudte strategier undersøgelsesmetoder økonomisk særeftersyn Økonomisk særeftersyn øvrige forhold øvrige skader DANBRO Særeftersyn

94 4. Organisation og ansvar Organisation og ansvar Udmelding og igangsætning af særeftersyn er organiseret som beskrevet i det følgende. Bygværker på hovedlandeveje Udmelding og igangsætning af særeftersyn sker i alle tilfælde ved Vejdirektoratet, Broafdelingen En gang årligt udskrives lister over særeftersyn ud fra datagrundlaget i generaleftersyn. Med baggrund i disse lister og givne bevillinger rekvireres særeftersynene udført. Indberetning fra det løbende eftersyn om skader efter særlige påvirkninger kan give anledning til gennemførelse af særeftersyn. Periodiske tekniske særeftersyn igangsættes i henhold til de planer, der findes for dem. Bygværker på landeveje og kommuneveje Særeftersyn udskrives og igangsættes af bygværksbestyreren. DANBRO Særeftersyn

95 5. Brugervejledning, særeftersyn Brugervejledning, særeftersyn Der findes ingen DANBRO-programmer, der direkte er beregnet til brug ved særeftersyn. Opmærksomheden skal dog henledes på, at der fra DANBROs generaleftersynsmodul kan udskrives lister over udmeldte særeftersyn. Vedrørende indtastning af data i prioriteringsmodulet henvises til Manual 6, Prioritering. DANBRO Særeftersyn

96

97 Bilag 1 Kloridforskrift: Registreringssystem for kloridprøver Bilag 1.A Baggrundsdokumentation Bilag 1.B Registreringssystem til afrapportering: Eksempel, markarbejde Eksempel, afrapportering Skema, markarbejde Skema, afrapportering I-Bilagsforsider.doc

98

99 VEJDIREKTORATET Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn Marts 2003 Udkast Marts 2003 VEJDIREKTORATET

100

101 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn Indholdsfortegnelse 1. Indledning Formål med forskrift 2 2. Planlægning og krav til prøveudtagning Søjler Broplader Kantbjælker Endevederlag Fløje Intervaller 4 3. Prøveudtagning Krav til prøvningsudstyr Prøveudtagning Boremel Borekerner Registrering Reparation af prøvehuller 9 4. Analyse Behandling af boremel og borekerner Volhard Titrering RCT-metoden Målenøjagtighed Rapportering Tolkning og vurdering af måleresultater Referenceliste 12 Bilag Bilag A Bilag B Baggrundsdokumentation A.1 : Baggrund A.2 : Dokumentation for minimumsprøveudtagning A.3 : Specifikation af krav til prøvningsudstyr, metode og mængder A.4 : Godkendte udtagnings- og analysemetoder A.5 : Vejledende usikkerheder / vejledning til tolkning Registreringssystem for kloridprøver B.1 : Registrering i forbindelse med markarbejde B.2 : Afrapportering i særeftersynsrapport Dokument: Bilag_1_Kloridforskrift.doc I

102 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn 1. Indledning Denne forskrift beskriver kravene til planlægning, udtagning, analyse samt afrapportering af kloridprøver. Forskriften tilhører gruppen af vejledninger og forskrifter udsendt af Vejdirektoratet, som beskriver hvordan særeftersyn - udført for Vejdirektoratet - generelt skal planlægges, udføres og afrapporteres. Forskriften er gældende fra marts 2003 og skal fremover altid følges ved udtagning af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn og løbende overvågning på Vejdirektoratets bygværker. Nedenfor er vist de 4 faser som skal gennemføres i forbindelse med kloridundersøgelser. Forskriften følger de 4 faser. 1. Planlægning Afsnit 2 Bilag A.1 Bilag A.2 2. Prøveudtagning Afsnit 3 Bilag A.3 Bilag B.1 3. Analyse Afsnit 4 Bilag A.4 4. Rapportering Afsnit 5 Bilag A.5 Bilag B.2 Indeholder vejledning og minimumskrav til udtagning af kloridprøver på standardkomponenterne: søjler, broplader og kantbjælker. Indeholder generel dokumentation og baggrund, terminologi samt en referenceliste. Indeholder vejledning mht. planlægning og dokumentation for de specificerede minimumsprøveantal. Beskriver procedure og minimumskrav for udtagning af boremel og kerner til kloridprøver. Indeholder detaljer vedrørende krav til prøvningsudstyr og prøvemængder. Skema og tilhørende vejledning / huskeliste til registrering i forbindelse med markarbejde. Beskriver de godkendte analyse- og prøvningsmetoder der må anvendes. Specificerer og dokumenterer krav. Beskriver hvordan resultater skal afrapporteres vha. et standardskema. Indeholder oversigt over usikkerheder og vejledning til tolkning. Indeholder et regneark med standardskema og vejledning i hvordan det udfyldes. Standardskema skal vedlægges som Bilag til fremtidige Særeftersynsrapporter. Marts 2003 Side 1

103 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn 1.1 Formål med forskrift Formålet med forskriften er at harmonisere og højne kvaliteten og rapporteringen af de udtagne kloridprøver, samt at forberede en systematisk registrering af kloriddata i en fremtidig erfarings- og kloriddatabase hos Vejdirektoratet. Forskriften gælder for alle Vejdirektoratets konstruktioner - almindelige vejbroer, kystbroer, tunneller, osv. Forskriften er et supplement til Vejdirektoratets generelle vejledning i udførelse af særeftersyn [1], hvor udtagning og tolkning af kloridprøver indgår. Forskriften skal følges ved alle særeftersyn som udføres for Vejdirektoratet. Det er endvidere en forudsætning, at det personale, der forestår udtagningen af kloridprøver og foretager analysen af betonprøver, har den tilstrækkelige erfaring i at forestå sådanne aktiviteter. Marts 2003 Side 2

104 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn 2. Planlægning og krav til prøveudtagning 2.1 Søjler Før der startes i marken, skal prøvningsomfanget planlægges og fastlægges, dvs. placering, antal og type af prøver skal fastlægges. Eftersynsingeniøren skal på forhånd foretage en overordnet vurdering af hvilke konstruktionsdele og felter hvori der skal udtages kloridprøver. Det endelige prøvningsomfang og det endelige valg af placering fastlægges på baggrund af tilstanden og resultatet af korrosionsmålingerne (EKP eller korrosionshastighedsmålinger). Denne udvælgelse beskrives ikke i denne forskrift. Dog foreskrives der et minimum prøvningsomfang i henhold til nedenstående afsnit. Der skal udtages minimum 14 prøver. Der udvælges 3 søjler: - 2 dårlige og 1 god (visuelt eller udfra anden måling) På alle 3 søjler udtages prøver som følger: - Flade mod vognbane prøve i: 0,00 m, 0,50 m, 1,00 m, 2,00m over terræn På den mest nedbrudte søjle udtages prøver som følger: - Flade væk fra vognbane prøve i: 0,00 m, 1,00 m over terræn 2.2 Broplader Der skal udtages minimum 6 prøver. Der udvælges 3 områder på henholdsvis over- og underside: - 2 dårlige og 1 godt (visuelt eller udfra anden måling). I alle områder udtages 1 prøve. Eksempel: Overside: Dybdelinie: 2 prøver Øvrig broplade: 1 prøve Underside: Område langs kantbjælker/dybdelinie: 2 prøver Øvrig broplade: 1 prøve Marts 2003 Side 3

105 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn 2.3 Kantbjælker Der skal udtages minimum 4 prøver. - 2 prøver på inderside/overside af kantbjælke - 2 prøver på yderside/underside af kantbjælke 2.4 Endevederlag Der skal udtages minimum 5 prøver. - 3 prøver i det mest nedbrudte vederlag (visuelt eller udfra anden måling) - 2 prøver i det andet vederlag 2.5 Fløje Der skal udtages minimum 4 prøver. Der udvælges 2 fløje: 1 dårlig og 1 god (visuelt eller udfra anden måling) - 2 prøver i den gode fløj - 2 prøver i den dårlige fløj 2.6 Intervaller For alle 5 ovenstående komponenter vælges minimum følgende intervaller for de udtagne prøver uanset om der udtages boremel eller borekerner. 0-10, 10-20, 20-30, 30-50, mm Marts 2003 Side 4

106 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn 3. Prøveudtagning I dette afsnit beskrives proceduren som skal følges ved udtagning af enten boremel eller borekerner. 3.1 Krav til prøvningsudstyr Nedenstående liste viser nødvendigt prøveudstyr til udtagning af kloridprøver. Til udtagning af pulverprøver: - Slagboremaskine med afstandsholder og automatisk opsamling af boremel og tilhørende betonbor ø16 til ø22 samt blæsebælg til rengøring af borehuller - Plastikposer med skrivefelt og registreringsskemaer (se Bilag B.1) Til udtagning af borekerner: - Kerneboremaskine og tilhørende kernebor, ø50 ø100 - Plastikposer med skrivefelt og registreringsskemaer (se Bilag B.1) Til bestemmelse af karbonatiseringsdybde: - Phenolphthalein Til reparation af borehuller: - Svindfri reparationsmørtel 3.2 Prøveudtagning Betonprøver til bestemmelse af kloridindhold skal udtages som pulverprøver (boremel) vha. en slagboremaskine eller som borekerner, der senere knuses eller profilfræses. Prøverne skal i videst mulige omfang gennemføres i repræsentative områder uden defekter i form af revner, stenreder, etc., med mindre formålet med undersøgelsen netop er at undersøge kloridindtrængningen i sådanne områder. Hvis der udtages prøver direkte i eller tæt på en sådan defekt skal dette registreres. Brug af løse betonstykker I enkelte tilfælde kan der være umuligt at udtage borekerner eller pulverprøver. I disse tilfælde kan der udtages løse betonstykker, som efterfølgende knuses i laboratoriet. Kloridprøver fundet på denne måde skal påføres note om udtagningsmetoden og kloridprøve skal ikke indlægges i Vejdirektoratets kloriddatabase. Brug af entreprenør Hvis en entreprenør skal udføre udtagning af borekerne eller pulverprøver, skal det sikres at medarbejderne er korrekt instrueret så proceduren i denne forskrift følges. Det er eftersynsingeniørens opgave både at instruere og føre tilsyn med at udtagning foregår korrekt. Marts 2003 Side 5

107 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn Boremel Til alle plane flader anbefales anvendt en boremaskine med automatisk opsamling af boremel. Herved sikres at der opsamles så meget boremel som muligt. I undtagelsestilfælde hvor automatisk støvopsamling ikke anvendes eller ved udtagning på flader hvor automatisk opsamling af støv ikke er muligt, anvendes forskellige fleksible opbevaringsbeholder tilpasset til boremaskinen som anvendes. Prøvemængder Til en RCT-prøve skal der minimum anvendes 1,5 gram betonstøv. For at sikre en repræsentativ prøve af betonen fra det område som undersøges skal der altid udtages minimum 15 gram betonstøv pr. prøve (jf. bilag A.3). Fra hver prøve udtages boremel fra flere huller som sammenblandes til én prøve. Hullerne skal placeres indenfor en cirkel med diameter 75 mm. Opsamling af resterende boremel Det resterende boremel i borehullet skal opsamles før rensning af hullet. Dette kan f.eks. gøres med en lille ske. Dette boremel sammenblandes med det boremel som der er opsamlet vha. boremaskine med støvsuger eller med på anden måde. Efter udtagning af pulverprøve opbevares boremel i en plastikpose, som i forbindelse med eftersyn mærkes ifølge notation angivet i Bilag A.3.3. Afhængig af intervalstørrelse kan antal huller og diameter på bor justeres for at sikre opsamling af minimum 15 gram betonstøv. Nedenstående tabel viser maksimal (ved 100% opsamling) mængde boremel ved udboring. Eksempel på sammenhørende borediametre og antal huller som sikrer opsamling af minimum 15 gram betonstøv. Sammenhørende værdier er vist for boreintervaller på 10 og 20 mm. Marts 2003 Side 6

108 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn Opmåling af korrekte intervaller Der skal anvendes en kraftig slagboremaskine med fastmonteret afstandsholder og efter boring af hvert interval foretages en kontrolmåling af dybden. Afstand måles til midt på den skrå del af spidsen på bor, se Figur 3-1. Opmåling foretages lettest ved at presse boret mod en betonoverflade og afmåle afstanden mellem betonoverflade og afstandsholder, hvor afstand skal tillægges 2-3 mm på grund af den skrå spids på boret, se Figur 3-2. Figur 3-1 Opmåling før boring og kontrolopmåling efter opboring. Figur 3-2 Opmåling vha. fastmonteret afstandsholder. Undgår forurening mellem intervaller Diameteren af hovedet på betonboret skal være større end diameteren af skaftet langs skærelængden for at minimerer forurening mellem intervaller. Efter opboring af et interval skal der, før opboring af næste interval, foretages en rengøring af borehullet for borestøv. Dette gøres med en kraftig puster, hvor både borehullet og oversiden af betonen rengøres. Hvis der anvendes en slagboremaskine med automatisk opsamling af støv skal denne rengøres imellem hver pulverprøve. Instruks for denne rengøring skal følge producentens vejledning eller bedre. For eks. HILTI TE 5-DRS anbefaler producent at selve opsamlingsenheden skiftes for hver 100 tømninger. Ved udtagning af boremel til kloridbestemmelse anbefales at anvende opsamlingsenheden maksimalt 25 gange (pris ca. 80,- pr. opsamlingsenhed). Udtagning af kloridprøver i lokale områder med defekter Ved udtagning af prøver i lokale områder med defekter, f.eks. revner, udtages prøver med diameter ø12 i et antal der giver den krævede mængde. De enkelte prøver placeres direkte i revnen med højest 5 mm mellem hver enkelt prøve. Marts 2003 Side 7

109 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn Borekerner Udstyr og metode Udtagning af betonkerner foretages som eks. beskrevet i TI-B 1 (87), Prøvningsmetode, Udtagning af betonkerner, se [5]. Dimension på borekerner For hver prøve skal der udtages ø75 kerner (jf. bilag A.3). I særlige tilfælde (eks. ved stort prøveantal) kan ø50 kerner accepteres. Nedenstående tabel viser teoretisk maksimal mængde støv for intervaldybde og diameter på borekerne. Er interval større end 5 mm anbefales at save, knuse og neddele betonen. Udtagning af kloridprøver i lokale områder med defekter Ved udtagning af prøver i lokale områder med defekter, f.eks. revner, udtages en kerner direkte i revnen. Ved analyse af kerne analyses kun betonen omkring revnen. Alternativt anvendes procedure som for udtagning af boremel som beskrevet i afsnit 3.2.1, Marts 2003 Side 8

110 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn 3.3 Registrering Krævet registreringsomfang Ved udtagning af prøver skal registrering af prøvetype, placering, osv. foretages efter et fast entydigt registreringssystem. Til dette formål er der i Bilag B.1 vedlagt et skema og en tilhørende vejledning som kan anvendes ved registrering i forbindelse med selve markarbejdet Registreringen gælder både registrering af prøver i marken og registrering af prøver til afrapportering i forbindelse med særeftersyn. Bilag B.2 indeholder ligeledes et regneark til inddatering af alle data og resultater vedrørende udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver. Regnearket skal anvendes og vedlægges som bilag til særeftersynsrapporten. I forbindelse med prøveudtagning skal karbonatiseringsdybde og overfladens beskaffenhed registreres for alle kloridprøver og indføres i regnearket. Karbonatiseringsdybde Måling af karbonatiseringsdybde skal ske in-situ ved at sprøjte en indikatorvæske på en frisk brudflade eller et nyskåret snit i betonen eller i laboratoriet på en frisk brudflade lavet på borekerne. Yderligere undersøgelser Hvis der i prøveudtagningsområdet er foretaget yderligere undersøgelser, eks. EKP- eller korrosionshastighedsmålinger skal disse også registreres. 3.4 Reparation af prøvehuller Alle huller efter pulverprøver og borekerner skal renses for slam, støv osv. og udsættes med en svindfri reparationsmørtel. Betonoverfladen omkring borehuller og huller efter borekerner skal holdes fri for reparationsmørtel - og skal altid rengøres efter hullerne er udsat, dvs. mørtelrester skal skrabes væk og overfladen tørres af med en våd klud for at fjerne evt. mørtel fra overfladen. Ved gentagne prøver i samme område se Bilag A Marts 2003 Side 9

111 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn 4. Analyse Der er 2 godkendte metoder til bestemmelse af det totale (syreopløselige) kloridindhold i borestøv: Volhard titrering og RCT-metoden. Kloridindholdet skal altid angives som vægt-% Cl - af tør betonvægt. Der stilles ingen krav til måling af det frie (vandopløselige) kloridindhold i betonen. 4.1 Behandling af boremel og borekerner Der stilles ingen specielle krav til opbevaring af boremel eller kerner udover mærkning som beskrevet i afsnit Volhard Titrering Kloridindholdet i pulverprøverne bestemmes efter opløsning i salpetersyre ved titrering for alle væsentlige punkter i henhold til DS , se [2]. Godkendte procedurer og tilladte afvigelser er medtaget i Bilag A RCT-metoden Ved bestemmelse af kloridindholdet i pulverprøverne vha. RCT-metoden skal leverandørens anvisning som beskrevet i [7] følges. Derudover skal en række tilføjelser til leverandørens anvisning følges som beskrevet i Bilag A Målenøjagtighed Ved vurdering af analyseresultater kan der anvendes følgende vejledende målenøjagtigheder forudsat at analyserne er udført efter forskrifterne angivet i afsnit 4.2 og 4.3. Titrering: Absolut målenøjagtighed på ca. 0,004 % Cl -. RCT: Relativ målenøjagtighed på 6% af det målte kloridindhold. Yderlige dokumentation for målenøjagtighed er medtaget i Bilag A.4.4. Marts 2003 Side 10

112 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn 5. Rapportering Afrapportering af alle kloridmålinger skal foretages i et standard regneark. Regneark - og vejledning til udfyldelse - er vedlagt i Bilag B.2. Regnearket skal vedlægges som et bilag til særeftersynsrapporten. I Bilag B.1 er udarbejdet er skema som med fordel kan anvendes som huskeliste og til notering i marken. Skemaet indeholder de registreringer som skal udføres i forbindelse med markarbejdet. 5.1 Tolkning og vurdering af måleresultater I forbindelse med en vurdering og tolkning af måleresultaterne skal de fysiske, statiske og måleusikkerheder tages i betragtning. Vejledning til vurdering og tolkning er medtaget i Bilag A.5.1. Som vejledende værdier bør følgende anvendes: Hvis ikke andet vides bør der samlet regnes med en gennemsnitlig mindste usikkerhed på 15-20% på den enkelte kloridmåling. Denne minimale usikkerhed kan opnås for kloridindhold større end 0,05% Cl - af tør betonvægt. For mindre værdier bør regnes med en større usikkerhed. Den ovenstående usikkerhed betyder at levetidsestimater vha. Fick s 2. lov vil få en variationskoefficient på konstruktionens alder for initiering af korrosion på 20-30%. Denne variationskoefficient er uafhængig af om der udtages kerner eller boremel. Variationskoefficienten på den estimerede diffusionskoefficient vil erfaringsmæssigt være 20-30% mellem prøver udtaget i samme homogene felt på samme tidspunkt. Variationskoefficienten vil være lavest hvis der udtages kerner, [10]. Marts 2003 Side 11

113 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn 6. Referenceliste [1] Vejdirektoratet, DANBRO 2.0 Manual - 5. Særeftersyn, Maj [2] Dansk Standard, DS :1984 Betonprøvning. Hærdnet beton. Kloridindhold, [3] NORDTEST, Concrete, hardened. Chloride Content by Volhard Titration, NT Build 208, Edition 3, Approved , [4] Broomfield, John P, Corrosion og Steel in Concrete Understanding, Investigation and Repair, E&FN Spon, [5] Teknologisk Institut, TI-B 1 (87), Prøvningsmetode, Udtagning af betonkerner, [6] Teknologisk Institut, TI-B 9 (85), Prøvningsmetode, Hærdnet betons chloridindhold, [7] Germann Instruments, RCT Instruction and Maintenance Manual RCT-1029, Germann Instruments, December [8] Germann Instruments, RCTW Instruction Manual for Measurement of the ph and estimation of the water soluble amount of chlorides of concrete (RCTW), Germann Instruments. Marts [9] Vejdirektoratet Vejregeludvalget, Eftersyn af bygværker, November [10] Goltermann, P. Variation of chloride profiles in homogeneous areas submitted for publication in RILEM "Materials and Structures". Marts 2003 Side 12

114

115 VEJDIREKTORATET Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn Bilag A : Baggrundsdokumentation Marts 2003 Udkast Marts 2003 VEJDIREKTORATET

116

117 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn Indholdsfortegnelse A.1 Baggrund 1 A.1.1 Database over kloridprøver 2 A.1.2 Terminologi 2 A.2 Dokumentation for minimumsprøveudtagning 4 A.3 Specifikation af krav til prøvningsudtagning og mængder 6 A.3.1 Krav til prøvningsudstyr 6 A.3.2 Prøveudtagning 6 A Procedure for udtagning af boremel 7 A Procedure for udtagning af borekerner 7 A Gentagne prøver i samme område 8 A.3.3 Registrering 9 A.3.4 Reparation af prøvehuller 11 A.4 Godkendte udtagnings- og analysemetoder 12 A.4.1 Behandling af boremel og borekerner 12 A.4.2 Volhard titrering 13 A.4.3 RCT-metoden 13 A.4.4 Målenøjagtighed 14 A.5 Vejledende usikkerheder / vejledning til tolkning 16 A.5.1 Vurdering af måleresultater 16 A.5.2 Vurdering af levetidsestimater og diffusionskoefficienter 17 I

118 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn A.1 Baggrund Forskriften, hvortil dette bilag tilhører, beskriver en fælles procedure for udtagning, analyse og rapportering i forbindelse med kloridbestemmelse på Vejdirektoratets vejbroer. Kloridmålingerne, og brugen af resultaterne af disse, har væsentlige tekniske og økonomiske konsekvenser i forbindelse med fastlæggelse af nødvendige reparationer. Vejdirektoratet og andre store bygværksejere har derfor både teknisk og økonomisk interesse i at harmonisere procedurerne for bestemmelse af kloridindholdet. Vejdirektoratet har desuden i forbindelse med den fremtidige videnopbygning behov for at sikre et samlet overblik over kloridindtrængningen i de danske bygværker. Antallet af prøver, typen af prøve (boremel, kerner) og placering af prøverne (orientering, kote) samt valg af analysemetode har hidtil varieret alt efter formål med undersøgelsen og hvem der udfører undersøgelsen. For at sikre en ensartet og tilstrækkelig nøjagtig vurdering og tolkning af resultater, skal der arbejdes hen imod en meget større ensartethed i udtagning og analyse af prøverne samt i homogenitet i vurderingen af resultaterne. Forskriften indeholder definition af et system til en entydig beskrivelse af placering af udtagne prøver (orientering), hvorved prøver kan genfindes og senere behandles rationelt i en database. Beskrivelse af placering og orienteringen vil også indeholde information om afstand til vejbane, højde, skyggesider, etc. Udførelsen af et eftersyn og udtagning af prøver er, jvf. særeftersynsmanualen, en dynamisk proces, hvor den pågældende konstruktions tilstand er afgørende for prøvningen med hensyn til omfang og udtagningssteder. Før udtagning af kloridprøver skal eftersynsingeniøren fastlægge hvilke konstruktionsdele det skal undersøges, hvilke type målinger der skal foretages, hvor målinger skal udføres, etc. Disse overvejelser er ikke en del af forskriften, men er beskrevet i Vejdirektoratets DANBRO manual nr. 5 "Særeftersyn" inklusiv alle udsendte tillæg og bilag. Marts 2003 Bilag A, Side 1

119 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn A.1.1 Database over kloridprøver I forlængelse af indførelsen af denne forskrift oprettes en kloriddatabase hos Vejdirektoratet. Kloriddatabasen udformes så den er hurtig at bruge og så den kan anvendes til mere forskningsmæssige tiltag. Dette gøres bl.a. via følgende: Kloriddatabase placeres så der er adgang via Internet. Registrering af kloriddata, som beskrevet i Bilag B, skal fremover ske ved inddatering af data i databasen. Databasens rapporteringsskema skal anvendes til afrapporteringen og svarer til skemaet i denne forskrift. Data valideres med det samme og der gøres opmærksom på evt. mangelfuld registrering. Herved sikres korrekt registrering af kloriddata. Efter inddatering vil det være muligt at udskrive færdigt bilag med registreringsdata og kloridmålinger som kan indsættes direkte i særeftersynsrapporten. Det færdige bilag med korrekt registrerede kloridmålinger kan efter brugerens ønske tilføjes optegninger af kloridprofiler samt levetidsanalyser efter en eller flere fremskrivningsmodeller. Udskrifter af profiler og levetidsanalyser vil ligeledes være klar til direkte indsættelse i særeftersynsrapport. Før et særeftersyn vil rådgiver kunne foretage udtræk af kloriddata for lignende konstruktioner. Herved opnås et bedre informationsgrundlag ved opstilling af hypotese før planlægning af prøveudtagning. A.1.2 Terminologi I det følgende beskrives terminologien anvendt i denne forskrift og som forventes anvendt fremover. Konstruktion Hele bygværket typisk bro, tunnel, støttemur. Konstruktionsdel En konstruktionsdel er søjler, broplade, vederlag, kantbjælke, etc. og tager udgangspunkt i de faste standardelementer defineret i DANBRO-Classic. Marts 2003 Bilag A, Side 2

120 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn Felt Et felt definer et område hvor kloridbelastningen og materialeparametrene antages at være homogene, dvs. at der ikke er nogen større variation af de miljøog materialeparametre, der er afgørende for kloridindtrængningen. Prøve En prøve er en udtagning af beton til bestemmelse af kloridindhold. En prøve kan være en pulverprøve, en betonkerne eller undtagelsesvis betonstykker fra konstruktionen. Et felt kan derfor indeholder en eller flere prøver. Figur A :.Eksempel på opdeling af søjler i 3 felter hvor kloridbelastningen antages at være homogen. Eksemplet viser endvidere hvordan prøvningsmetoder kan varieres på samme konstruktionsdel. Kloridmåling En kloridmåling dækker samtlige målinger i en prøve, dvs. er som hovedregel et komplet profil, hvor kloridindholdet er målt i flere dybder. Målemetoder En målemetode er en beskrivelse af hvorledes den udtagne betonprøve omsættes til et kloridindhold som eks. %Cl - af tør betonvægt. Når titrering nævnes alene henvises der altid til Volhard titrering. RCT dækker over forkortelsens Rapid Chloride Test, hvilket er en metode til bestemmelse af kloridindholdet i pulverprøver. Marts 2003 Bilag A, Side 3

121 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn A.2 Dokumentation for minimumsprøveudtagning Et særeftersyn er en holistisk (helhedsorienteret) proces, hvor eftersynsingeniøren på baggrund af sin erfaring, kombineret med resultaterne fra en række undersøgelsesmetoder, skal fastlægge skadetype og -grad for konstruktionen eller konstruktionsdelen. Fastlæggelsen af skadetype og grad er med til at identificere det økonomisk og teknisk optimale strategivalg, hvilket er det primære resultat af særeftersynet. Prøveantal Det minimale antal kloridprøver for brokomponenter, som specificeret i afsnit 2.1 til 2.5, er fastsat så resultatet kan bidrage til at fastlægge det korrekte tidspunkt og omfang for de reparationer som indmeldes i forbindelse med særeftersynet (strategivalget). Antallet af kloridprøver skal således være tilstrækkeligt stort til at tjene som et pålideligt input til strategivalget på lige fod med resultaterne af de øvrige undersøgelser som foretages. Minimumsantallet sikrer ligeledes at der opbygges et tilstrækkeligt input til en fremtidig kloriddatabase over kloridindtrængning på vejbroer i Danmark. Udfra en ren statistisk betragtning er minimumsantallet for udtagning af kloridprøver ikke tilstrækkeligt til at sikre en nøjagtigt bestemmelse af kloridindholdet i de konstruktionsdele som undersøges. Placeringen af prøver bliver bestemt af en erfaren eftersynsingeniør, som opdeler broen i homogene felter som skal undersøges, udfra det visuelle indtryk, målinger af korrosionsaktivitet og erfaringer fra tidligere undersøgelser vedrørende miljøpåvirkning, udførelsesdetaljer og nedbrydning. Den erfarne ingeniør opstiller en hypotese, dvs. en model for kloridindtrængningen. Dette medfører at resultaterne af kloridprøverne ikke skal være med til at opstille en hypotese, men skal i stedet være med til at bekræfte (eller forkaste) en antaget model (en hypotese) for kloridindtrængningen. Dette betyder, at antallet af kloridprøver, der skal til for at sikre et tilstrækkeligt sikkert beslutningsgrundlag, kan sænkes sammenholdt med en ren statistisk betragtning. Udfra denne forudsætning for det valgte minimumsprøveantal, er det derfor essentielt at det personale, der udpeger prøveområderne, har den tilstrækkelige erfaring i at forestå sådanne aktiviteter. Som en del af særeftersynet foretages der en følsomhedsanalyse, som vurderer alle datas påvirkning på strategivalget. Hvis det i denne analyse viser sig at kloridprøverne har en afgørende indflydelse kan det være nødvendigt at udtage yderligere prøver udover minimumsprøveantallet. Prøveantallet kan ændres når de første erfaringer fra en kommende kloriddatabase er analyseret. Marts 2003 Bilag A, Side 4

122 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn Planlægning af særeftersyn Den overordnede planlægning af særeftersyn skal udføres som beskrevet i Vejdirektoratets DANBRO manual nr. 5 "Særeftersyn" inklusiv alle udsendte tillæg og bilag. Marts 2003 Bilag A, Side 5

123 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn A.3 Specifikation af krav til prøvningsudtagning og mængder A.3.1 Krav til prøvningsudstyr Nødvendigt prøvningsudstyr er beskrevet i instruksen afsnit 3.1. A.3.2 Prøveudtagning Prøveudtagning er beskrevet i instruksen afsnit 3.2. Ved udtagning af pulverprøver skal det sikres at der opsamles en repræsentativ og tilstrækkelig mængde boremel ved hver prøve. Der skal altid udtages minimum 15 gram betonstøve pr. prøve. Til selve analysen skal der for titrering anvendes minimum 10 gram boremel og til RCT skal der anvendes 1,5 gram boremel. Disse mængder skal altid udtages af en mængde på minimum 15 gram. Normalt udgør pastadelen - hvori kloridindtrængningen foregår - af en prøve ca. 25% af totalmængden. Dette betyder, at jo mindre prøvningsarealet er jo større er risikoen for, at en prøve rummer for meget nedknust tilslag og dermed udviser et for lavt kloridindhold. Hvis tilslaget f.eks. indeholder en 24 mm fraktion og der anvendes et ø12mm bor til udtagningen risikeres, at prøven udelukkende består af tilslag og derfor ikke er repræsentativ. Et øget prøvningsareal og øget antal enkeltprøver i et areal øger målingens nøjagtighed, se afsnit Som minimum bør prøvningsarealet være 3 x største stenstørrelse. Det nødvendige antal huller for en given borediameter kan ses udfra Figur A Bemærk at denne tabel angiver vægt af pulverprøver ved en teoretisk 100% opsamling af boremel, hvilket ikke er muligt i praksis. Anvendes f.eks. boremaskine med automatisk opsamling af støv kan forventes en mængde på mindst 75% af det teoretiske maksimum. Desuden vil det være tilrådeligt, at have en så stor mængde boremel til rådighed, at der er mulighed for, at foretage en kontrolmåling. På den baggrund skal der sikres at der for hver prøve udtages minimum 15 gram prøvemateriale. Marts 2003 Bilag A, Side 6

124 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn Eksempel på sammenhørende borediametre og antal huller som sikrer opsamling af minimum 15 gram betonstøv. Sammenhørende værdier er vist for boreintervaller på 10 og 20 mm. Figur A Maksimal (ved 100% opsamling) mængde boremel ved udboring. Interval angiver dybde af interval: 10 eller 20 mm. De 2 tabeller viser teoretisk maksimal mængde boremel for forskellig borediameter og antal huller pr. prøve. Kombinationer under trappekurve giver teoretiske boremelsprøver på 15 g eller mere. Anvendes boremaskine med automatisk opsamling af støv kan forventes en mængde på ca. 75% af det teoretiske maksimum. Hvis største fraktion er kendt (og over 25 mm) kan diameteren for prøveområdet (75 mm) øges. A Procedure for udtagning af boremel Prøveudtagning er beskrevet i instruksen afsnit A Procedure for udtagning af borekerner Udtagning af betonkerner foretages som eks. beskrevet i TI-B 1 (87), Prøvningsmetode, Udtagning af betonkerner, se [5]. Kopi til download: 1.pdf. Der knyttes følgende kommentarer til vejledningen: Afsnit 3. Definitioner Betonkerner kan udtages med enten diamantbor eller med kernebor. Afsnit 4.2 Kernedimensioner Der skal anvendes ø75 bor ved udtagning af kerner til kloridbestemmelse. Marts 2003 Bilag A, Side 7

125 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn A Gentagne prøver i samme område Der kan udtages gentagne prøver i samme område, for at få en bedre model for kloridindtrængningen i det felt som undersøges. Med gentagne prøver menes prøver som typisk udtages med 5 eller flere års mellemrum. Intervallet mellem to efterfølgende prøveudtagninger bør være så stort at usikkerheden på den enkelte måling ikke dominerer i forhold til den faktiske udvikling i kloridindholdet. Minimumsintervallet mellem to på hinanden udtagne prøver afhænger af alderen af konstruktion, kloridindholdet i overfladen samt diffusionskoefficienten. Som minimum bør den forventede udvikling i kloridindholdet være på to gange måleusikkerheden typisk 0,006 til 0,008 eller mere målt fra armeringsdybde og til overfladen. Med et 5-10 års interval vil dette krav være opfyldt for de fleste tilfælde (kombinationer af alder, overfladekorrosion og diffusionskoefficient). Med 5 års interval foretages en individuel vurdering og ved en høj værdi af overfladekloridindholdet og diffusionskoefficienter kan intervallet reduceres til 3 år. For motorvejsbroer anbefales minimumsinterval på 5 år. Eftersynsingeniører er dog ansvarlig for at bruge større intervaller hvis den forventede minimumsøgning i kloridindholdet ikke kan forventes indenfor 5 år. Samtidigt kan man for stærkt belastede broer på ned til 3 år, hvis det kan dokumenteres at den forventede øgning i kloridindholdet vil være større end to gange måleusikkerheden. Ved udtagning af flere prøver på samme tid i et homogent felt, vil der altid være en vis variation i det kloridindhold der måles ( homogent vil derfor altid være en tilnærmelse). Vurdering af udviklingen bør derfor ikke baseres på 2 enkeltstående målinger i samme homogene felt udtaget med eks års mellemrum. Vurdering af udvikling bør altid foretages på baggrund af gennemsnittet at flere målinger i samme felt udtaget med eks års mellemrum. Det første tilfælde kan risikere at blive domineret af variationen indenfor samme homogene felt og ikke af udviklingen i kloridindholdet Hvis der gennemføres en række målinger igennem en længere årrække med henblik på at fastlægge den tidslige variation af miljøparametre skal disse tilrettelægges således, at der kan foretages en sammenligning af middelværdien af målingerne på de enkelte tidspunkter og således, at der kan foretages en sammenligning af de enkelte målinger. Målingerne skal gennemføres således, at de målte værdier i et givet homogent felt er indbyrdes uafhængige. Marts 2003 Bilag A, Side 8

126 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn Uafhængige målinger Hvis målingerne er foretaget med en indbyrdes afstand større end 1,0 m kan det antages at målingerne er uafhængige. Hvis afstanden mellem målingerne er for lille kan målingerne blive korrelerede, dvs. at der er foretaget flere målinger af de samme værdier. Målinger over en årrække Der kan kun foretages en sammenligning af middelværdien af to sæt målinger, hvis disse er foretaget indenfor det samme homogene felt. Foretages målingerne som indikeret i nedenstående figur vil målingerne i én måleserie blive indbyrdes uafhængige, da den indbyrdes afstand er større end 1.0 m. Endvidere vil det være muligt at foretage en sammenligning mellem de enkelte resultater i de to måleserier (foretaget på forskellige tidspunkter) for at konstatere om der er sket en tidsmæssig udvikling af resultaterne. Da målingerne fra de to forskellige tidsserier foretages tæt på hinanden sikres det at en eventuel forskel skyldes den tidsmæssige udvikling og ikke en tilfældig stedlig variation af materiale- og miljøparametre. Figur A Måleserier med flere års mellemrum. Kun i tilfælde, hvor der foretages målinger indenfor et relativt langt tidsrum (i forhold til konstruktionens alder) vil det være muligt at bestemme en signifikant tidslig variation af miljøparametre, der er større end den variation, der naturligt vil forekomme som følge af måleusikkerhed og parametrenes naturlige stedlige variation (selv hvis målingerne er foretaget som indikeret i ovenstående figur). A.3.3 Registrering Ved udtagning af prøve (borekerne eller pulverprøver) skal prøven allerede ved selve eftersynet mærkes ifølge fast entydigt registreringssystem. Selve prøven (pose med boremel eller indpakket kerne) mærkes med et fortløbende (for eftersynet) prøvenummer som angiver en entydig sammenhæng mellem den fysiske prøve og selve registreringen. Selve prøverne påføres bronummer/navn og prøvenummer, initialer på prøveudtager, dato samt kort udgave af placeringsregistrering. Denne korte udga- Marts 2003 Bilag A, Side 9

127 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn ve af placeringsregistrering skal anvendes som kvalitetskontrol efter eftersynet, hvis der er tvivl om sammenhæng mellem den fysiske prøve og registreringen. Når der udtages flere pulverprøver samme sted i flere dybder kan der foretages en komplet registrering på første pose og begrænset på de efterfølgende poser. Eks. på registrering på betonkerne Vejledning Bro nr./navn, Prøve nr. ## Rådgiver/Initialer Dato Placering Eksempel: , #1 JVA Søjle S2 Ø2 (30 grader; 0,50 m) Eks. på registrering på pulverprøver Vejledning: Bro nr./navn, Prøve nr. ## Rådgiver/Initialer Dato Placering 1. pose , #1 JVA Søjle S2 Ø2 (30 grader; 0,50 m) 0-10 mm 2., 3.,...pose , # mm Marts 2003 Bilag A, Side 10

128 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn A.3.4 Reparation af prøvehuller Af holdbarhedsmæssige grunde skal prøvehuller altid grundigt repareres, således at kloridholdig vand ikke kan trænge ind i betonen gennem utætheder langs udfyldningsmassen. Da gentagne prøver skal udtages tæt på tidligere prøver, bør betonoverfladen omkring borehullerne forurenes så lidt som det er praktisk muligt. Marts 2003 Bilag A, Side 11

129 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn A.4 Godkendte udtagnings- og analysemetoder Det syreopløselige (totale) kloridindhold kan principielt bestemmes udfra to forskellige metoder: Volhard titrering eller en ion-selektiv (kloridfølsom) elektrode. Den sidste benævnes også RCT-metoden for Rapid Chloride Testing. De to metoder anses på baggrund af det foreliggende dokumentationsmateriale for at være ligeværdige. Kloridindholdet skal altid angives som vægt-% Cl - af tør beton. Kloridindholdet i forhold til cementmængden kan herefter til orientering findes ved at gange med 6-8 afhængig af den konkrete betonsammensætning. A.4.1 Behandling af boremel og borekerner Krav til opbevaring Hvis boremel og betonkerne kun skal anvendes til at bestemme kloridindhold er der ingen specielle opbevaringskrav til indpakning eller temperatur. For at omdanne borekerne til støv foretages enten profilfræsning eller betonkernen saves i stykker og knuses. Ved den sidste metode skal sikres at betonstøvet er repræsentativ for prøven (brug af neddelingsapparat anbefales) samt at betonen knuses tilstrækkelig fint (under 1 mm). Profilfræsning Ved profilfræsning af borekerne skal der profilfræses minimum 2/3 af kernems tværsnitsareal hvis der er udtaget en ø50 kerne. For større kerner skal fræses så mindst samme areal opnås (så samme mængde betonstøv opnås). Dvs. for en ø75 kerne profilfræses minimum 30% af kerne for en ø100 kerne profilfræses minimum 15% af kerne. Savning, knusning og neddeling Ved savning skal der startes med et areal som svarer til minimum 2/3 af en ø50 kerne (som ved profilfræsning). Denne mængde beton knuses og neddeles i flere omgange så der opnås minimum 15 gram betonstøv pr. kloridprøve. Marts 2003 Bilag A, Side 12

130 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn A.4.2 Volhard titrering Volhard titrering skal for alle væsentlige punkter udføres i henhold til DS , [2], NT Build 208, [3] eller TI-B 9 (85) Prøvningsmetode Hærdnet betons chloridindhold, se [6]. De 3 beskrivelser har kun mindre forskelle i mængder, krav til boremel og i procedurebeskrivelserne. DS kan erhverves hos Dansk Standard, Kollegievej 6, 2920 Charlottenlund. NT Build 208: TI-B 9 (85): 9.pdf Der knyttes følgende kommentarer til vejledningen: Der foreskrives forskellige minimumsmængder beton hvorfra prøver skal udtages. Prøver og mængder som udtaget beskrevet i afsnit A.3.2 bliver betragtet som acceptable mængder. Volhard titrering, syreopløselig rest I forbindelse med analysen kan der i tillæg bestemmes den syreuopløselige rest. Herved er det muligt at kompensere for det reelle pastaindhold i prøven (det er kun i pastaen kloriderne sidder). F.eks. indeholder overfladelaget, som regel et større pulverindhold end betonen som gennemsnit, hvilket betyder, at porøsiteten og kloridindholdet normalt også er større end i betonen som gennemsnit. En kompensation for det reelle pastaindhold er især i forbindelse med udtagning af boremelsprøver yderst relevant, idet det ikke på anden måde er muligt til at vurdere prøvens repræsentativitet, samt forhold som maks. stenstørrelse og pastaprocent. Det kan f.eks. ikke ses om der er boret midt i et par store sten i forbindelse med udtagningen. A.4.3 RCT-metoden Ved bestemmelse af kloridindholdet i pulverprøverne vha. RCT-metoden skal proceduren som beskrevet i [7] følges. Derudover gælder følgende tilføjelser til leverandørens anvisninger i [7]. Tilføjelserne skal følges. Pulverprøven på 1,5 gram skal altid afmåles på en analysevægt med en nøjagtighed på +/- 0,01 gram. De medfølgende ampuller til afmåling af 1,5 gram må ikke anvendes. Efter tilsætning af 1,5 gram pulverprøve til ekstraktionsvæsken skal der gå mindst 24 timer før kloridindholdet måles med en ionselektive elektrode. Marts 2003 Bilag A, Side 13

131 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn Måling af kloridindhold efter 5 minutter - som foreslået af leverandøren - er kun tilladt i tilfælde, hvor det ved forudgående prøvning er dokumenteret, at usikkerheden ved denne fremgangsmåde er mindre end 5%. RCT-udstyret skal kalibreres før og efter hver enkelt måleserie, eks. flere gange dagligt hvis der analyseres flere måleserier. Kalibreringer noteres. Ved kalibreringen etableres sammenhængen mellem instrumentets visning og den sande værdi af kendte opløsninger. Grunden er, at RCT-udstyret er følsomt over for påvirkninger fra omgivelserne, fx temperaturpåvirkninger, og derfor i løbet af 1-2 timer kan ændre opførsel (visning). Ved måling eks. formiddag og eftermiddag skal der kalibreres før hver måling. Der skal som kontrol altid kalibreres efter en måleserie. Hvis kalibrering før og efter ikke stemmer overens bør målinger gentages med den nye kalibrering (med efterfølgende kalibrering efter måleserien er målt igen). RCT kalibreringsvæsker skal skiftes mindst én gang om året eller efter 50 kalibreringer. (alt efter hvad der kommer først). Boremel udtaget med boremaskine vil normalt blive udtørret automatisk ved selve udboringen og kræver derfor ikke yderligere tørring. Hvis der er tvivl om boremelets tørhed skal prøven tørres til vægtkonstans jf. [6]. Betonstøv fra profilfræsning eller knusning skal tørres til vægtkonstans jf. [6]. A.4.4 Målenøjagtighed Som vejledende målenøjagtighed for de to metoder titrering og RCT kan anvendes følgende: For titrering kan regnes med en absolut målenøjagtighed på ca. 0,004 % Cl - af betonvægten. Titrering, Målenøjagtighed Ved titreringen bestemmes kloridindholdet ved hjælp af et farveomslag. Målenøjagtigheden er bestemt af nøjagtigheden på afvejningen af prøven (0,01g), der analyseres ca. 10 g beton svarende til 2 g cement ved hver bestemmelse. Endvidere er målenøjagtigheden bestemt af nøjagtigheden af buretterne (typisk 0,05 ml). Da der er tale om en vurdering af farveomslaget fra hvid til rød/orange, udføres løbende kalibreringsmålinger på prøver med et kendt kloridindhold, således at det samme farveomslagspunkt benyttes fra gang til gang. For RCT kan regnes med en relativ målenøjagtighed på 6% af kloridindholdet. Marts 2003 Bilag A, Side 14

132 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn RCT, Målenøjagtighed Ved RCT-testen bestemmes kloridindholdet ved hjælp af en kloridselektiv elektrode. Målenøjagtigheden er bestemt af nøjagtigheden af afvejningen af prøven (ca. 0,01g), nøjagtigheden af voltmeteret, måletemperaturen, finheden af støvet, der måles på, kalibreringsvæskernes koncentration og alder samt ekstraktionstiden. Nøjagtigheden af RCT er i henhold til leverandøroplysninger [7] 6 % af kloridindholdet. I det relevante område for kloridmålinger 0,05 til 0,15 % Cl - af tør betonvægt bør der generelt regnes med en målenøjagtighed på mellem 5 og 10 %. Vejledende usikkerheder På Figur A er vist målenøjagtigheden i % af det målte kloridindhold for henholdsvis titrering og RCT. Figur A Vejledende graf over måleusikkerhed på kloridmålinger vha. titrering og RCT. Marts 2003 Bilag A, Side 15

133 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn A.5 Vejledende usikkerheder / vejledning til tolkning Afrapportering af kloridanalyser (udtagning, analyse, tolkning og usikkerhed) i forbindelse med særeftersyn har stor betydning, da kloridindholdet i en betonkonstruktion ofte har afgørende indflydelse for den strategi som indstilles som resultat af eftersynet. A.5.1 Vurdering af måleresultater Ved vurderingen af prøvningsresultaterne og dermed anvendelsen i eftersynsrapporterne skal usikkerhederne på prøvningsresultaterne og konsekvenserne heraf vurderes. I forbindelse med enhver måling vil der være en række usikkerheder: herunder fysisk usikkerhed, måleusikkerhed og en statistisk usikkerhed. Fysisk usikkerhed I et homogent felt vil der være en tilfældig variation af materiale og miljøparametre. Denne tilfældige variation af parametrene i et homogent felt kan estimeres på grundlag af måleresultaterne fra det pågældende felt. Måleusikkerhed De enkelte målinger af kloridkoncentrationen er behæftet med en vis måleusikkerhed. Denne måleusikkerhed skyldes f.eks. variationen af mængden af tilslag og cementpasta mellem prøverne. Nøjagtigheden af støvprøver og udborede kerner fremgår af afsnit Statistisk usikkerhed Nøjagtigheden af estimeringen af den tilfældige variation af materiale- og miljøparametre afhænger af antallet af målinger. Denne såkaldte statistiske usikkerhed kan reduceres ved at forøge antallet af målinger. De homogene felter vil af forskellige årsager i større eller mindre omfang blive inhomogene. At der alligevel bruges udtrykket homogent, er baseret på en minimal praktisk feltstørrelse i forbindelse med både prøveudtagning og indstilling af strategi for den undersøgte konstruktionsdel. Den fysiske usikkerhed som skyldes den tilfældige variation i et felt kan estimeres ved at udtage tilstrækkeligt mange prøver i feltet. Da dette sjældent er økonomisk muligt må der regnes med en fysisk relativ usikkerhed på ikke mindre end ca % på måleresultaterne. Måleusikkerhed på analysen kan forudsat at vejledningen i denne forskrift er overholdt antages at være mellem 5 og 10% relativ usikkerhed på kloridindholdet. Marts 2003 Bilag A, Side 16

134 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn Den statistiske usikkerhed kan minimeres ved at udtage flere målinger i samme felt, men da den fysiske usikkerhed og måleusikkerhed begge bidrager må det accepteres at den mindste usikkerhed på en enkelt prøve vil være mellem ca. 15 % og ca. 23% med et gennemsnit på 20%. Dette kan betragtes som den bedst opnåelig kvalitet på den enkelte kloridmåling. Dette betyder at kloridindholdet selv når denne forskrift er anvendt er behæftet med en usikkerhed af en betydelig størrelse. Dette betyder også, at der ved accept / afvisning af de opstillede hypoteser ikke kan forvente en høj sikkerhed i sin vurdering med mindre der udtages et meget stort antal prøver. Opsummering Hvis ikke andet vides bør der samlet regnes med en gennemsnitlig usikkerhed på 15% på den enkelte kloridmåling. Denne minimale usikkerhed kan opnås for kloridindhold større end 0,05% Cl - af tør betonvægt. For mindre værdier må anvendes en større usikkerhed. A.5.2 Vurdering af levetidsestimater og diffusionskoefficienter På baggrund målenøjagtighed på den enkelte kloridprøve samt variationen i homogene felter vil estimater af eks. initieringstid og bestemmelse af effektive diffusionskoefficienter blive behæftet med usikkerhed. Tages der udgangspunkt i den gennemsnitlige usikkerhed på 20% på den enkelte kloridmåling, vil en estimering af initieringstiden vha. Fick s 2. lov være behæftet med en usikkerhed på 20-30%. Undersøgelser udfra både kerner og betonstøvprøver udtaget i (formodede) homogene felter viser en variationskoefficient på diffusionskoefficient fundet udfra tilpassede profiler på 10-30% og en tilhørende variationskoefficient på levetidsestimater på typisk 20 30%. Variationskoefficient på diffusionskoefficienten er lavere hvis der udtages kerner hvorimod der ikke er signifikant forskel på variationskoefficienten på estimater på initieringstiden afhængigt af om der udtages borekerner eller betonstøvprøver. Marts 2003 Bilag A, Side 17

135 VEJDIREKTORATET Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn Bilag B : Registreringssystem for kloridprøver April 2003 VEJDIREKTORATET

136

137 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn Indholdsfortegnelse B.1 Introduktion 1 B.2 Registrering i forbindelse med markarbejdet 1 B.3 Afrapportering i særeftersynsrapporten 6 B.3.1 Baggrund for kravene til rapportering 6 B.3.2 Gennemgang af afrapporteringen 6 B Fane 1: Generelt 7 B Fane 2: Prøver 8 B Fane 3: Registrering 11 B Fane 4: Analyse 12 Bilag B, I

138 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn B.1 Introduktion Alle kloridmålinger skal registreres i et standardregneark, og en udskrift af regnearket skal vedlægges som bilag til særeftersynsrapporten se vejledning i afsnit B.3. De registreringer der foretages i marken rapporteres på et hjælpeskema - se vejledning i afsnit B.2. Begge skemaerne kan kopieres i papirform fra vejledningen. De er desuden vedlagt i elektronisk form som Excel-filer. B.2 Registrering i forbindelse med markarbejdet Sidst i dette afsnit er indsat et eksempel på et skema som er udfyldt med data der blev registreret da kloridprøverne blev udtaget. Desuden er vedlagt et tomt skema til kopiering. Excel-filen for skemaet findes som Kloridforskrift_Markarbejde.xls. Skemaet til registrering af markarbejde har 2 sider: Side 1: Generelt På denne side noteres generelle data for de prøver der udtages: Identifikation og orientering af bygværket, opgavens navn, dato og initialer for udførende samt en eller flere skitser over placeringen af prøver. Side 2: Prøver På denne side noteres placeringen af alle prøver. Det er vigtigt mens man er på selve broen - at registrere: - kloridprøvens placering på konstruktionselement - afstand fra prøve til kørebane - karakteristika for konstruktionselement - overfladekarakteristika for konstruktionselement - detaljer for kloridprøven Kravene til data for denne side fremgår af vejledningen for det bilag der skal indsættes i særeftersynsrapporten, se afsnit B April 2003 Bilag B, Side 1

139 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn B.3 Afrapportering i særeftersynsrapporten B.3.1 Baggrund for kravene til rapportering Et entydigt registreringssystem er en nødvendighed for at kunne indlægge data i en fremtidig database. Ligeledes er forkert registrering af de udtagne kloridprøver en af de potentielle fejlkilder i udførelsen af særeftersyn. I dette afsnit er det registreringssystem defineret der skal bruges for udtagne kloridprøver i forbindelse med særeftersyn. Placeringen af alle prøver skal angives efter dette registreringssystem. Registreringssystemet gælder både data fra udtagningen og data fra analysen. Når en planlagt fremtidig adgang til en Kloriddatabase bliver tilgængelig på Internet, bliver der mulighed for indtastning af registreringsdata (med validering) og efterfølgende automatisk udskrift af bilag til særeftersynsrapport. Herved bliver den ved første øjekast noget omstændelige registrering lettere. B.3.2 Gennemgang af afrapporteringen Sidst i dette afsnit er indsat et regneark der er udfyldt med et eksempel på data. En udskrift af dette regneark skal vedlægges som et bilag til særeftersynsrapporten. Excel-filen for skemaet findes som Kloridforskrift_Rapportering.xls. Regnearket til registrering har 4 faner: Fane 1: Generelt Oplysninger om generelle brodata, firma og initialer på udførende. Fane 2: Prøver Entydig registrering af prøveplacering, overflade og hvilke dybder prøverne er udtaget i. Under denne fane nummereres de kloridprøver der er udtaget på bygværket. Fane 3: Registrering Indeholder registrering om yderligere prøvningsomfang for eksempel EKP-, modstands- eller korrosionshastighedsmålinger og evt. ophugninger foretaget i nærheden af de udtagne kloridprøver. Fane 4: Analyse Indeholder det fundne kloridindhold og information om prøven og analysemetoden. April 2003 Bilag B, Side 6

140 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn Registreringen indeholder en række felter som skal udfyldes, samt en række felter som evt. kan udfyldes. Felter angivet med kursiv er frivillige de kan evt. udfyldes. Alle øvrige felter er obligatoriske I det følgende er der vejledning til udfyldelse af de 4 faner i regnearket. B Fane 1: Generelt Fane om generelle brodata skal indeholde følgende information: Felt Bygværksnummer Bygværksnavn Opgave Opførelsesår for konstruktionselement Orientering N-S forskydning Ø-V forskydning Betonsammensætning Udførende Dato Initialer/Kontrol/Godkendt Bemærkninger Indhold Registreringsnummer i DANBRO. Eks: Navn i DANBRO. Eks: OF af L-VEJ 521, Avedøre Havnevej Beskrivelse af opgave. Eks: Særeftersyn af broplade. Angiver opførelsesår / år for udskiftning på de konstruktionselementer som er undersøgt. Eks: 1965 Følger vejledning i Eftersyn af bygværker, Bilag G2 Orientering efter verdenshjørner, se [9]. Angiver om den overførte passage er Ø-V eller N-S. Eks: N-S Angiver hvor mange grader bygværkets orientering er forskudt i forhold til stik nord, dvs. i intervallet [-89; 89] grader, regnet positivt med uret. Eks: 3 grader Angiver hvor mange grader bygværkets orientering er forskudt i forhold til stik øst, dvs. i intervallet [-89; 89] grader, regnet positivt med uret. Eks.: -5 grader Betonrecept (hvis kendt) v/c-forhold (hvis kendt) Tilsætning af flyveaske, microsilica etc. (hvis kendt) Angiv om værdier er fra recept eller petrografisk analyse. Initialer og firma. Dato for eftersyn. Felter til intern kvalitetssikring. Evt. bemærkninger til udførelse eller analyse. April 2003 Bilag B, Side 7

141 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn B Fane 2: Prøver Fanen indeholder entydig registrering af placeringerne af prøverne. I det følgende angives hvad der skal registreres for én kloridmåling. En kloridmåling er i dette tilfælde alle samtidige målinger i et punkt (normalt et komplet kloridprofil). Felt Prøvenummer Konstruktionselement Placering Indhold Fortløbende nummer inden for hvert eftersyn. Nummeret giver sammenhæng mellem registreringen og den fysisk prøve (kerne eller boremel). Følger vejledning i Eftersyn af bygværker, Bilag G6 Placering af skader, se [9]. Eks. Søjle S2 Ø2, broplade OS, kantbjælke Ø (Hvor S2Ø2 er 2. søjlerække fra syd, 2. søjle fra øst) Søjler For runde søjler registreres en vinkel og en kote. 0 grader defineres med værende som i x-aksen retning (se broplade). Der regnes positivt med uret. Kote angives som afstand over faktisk terræn på dagen for prøveudtagning. Hvis der er terrænændringer omkring søjlen kan dette skrives som bemærkning. Eks: (30 grader; 0,50 m) For kantede søjler registreres en afstand, en kote og en side. Afstand er regnet fra nærmeste hjørne, positiv med uret. Kote angives som afstand over faktisk terræn på dagen for prøveudtagning. Hvis der er terrænændringer omkring søjlen kan dette skrives som bemærkning. Side angives som Ø,V,S,N for 4-kantede søjler og som eks. Ø,V, NØ, NV, SV, SØ for 6-kantede søjler osv. Eks. (25 cm; 0,75 m) - Ø Broplade For broplader angives en (x,y)-koordinat i forhold til et retvinklet koordinatsystem med (0,0) placeret ved det brohjørne som er tættest på søjle 1,1. x-aksen går i kantbjælkens retning. (0,0) er ved inderside kantbjælke ved bropladeende (typisk en fuge). Eks. (10,5 ; 0,5) Kantbjælke Angives med en (x,y)-koordinat og placering. x-aksen er den samme som anvendt for broplade. y-koordinaten angiver afstanden fra seneste overgang / knæk (overgang / knæk: belægning-is, IS-OS, OS-YS, YS-US). Der regnes positivt fra belægning og udad. Placering er IS, OS, YS eller US) Eks: (10,5 ; 0,15) - OS. Øvrige konstruktionselementer Placering registreres som tekst. April 2003 Bilag B, Side 8

142 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn Afstand til kørebane Søjler Afstand mellem søjle og kørebane (defineret ved hvid afstribning). Broplade Ikke relevant. Kantbjælke Afstand mellem inderside kantbjælke og kørebane (defineret ved kantsten eller hvid afstribning). Karakteristika Overflade / Dæklag Fri tekst. Overdækket/ikke overdækket. Terrænforhold ved søjler. Tilstand af betonoverflade. Revner (orientering, revnevidde, etc.). Udfældninger (våde/hvide, tørre/hvide, våde/røde etc.). Afskalninger (størrelse, dybde, etc.) Eroderet overflade, udvaskning. Dæklag på armering ved prøve (lodret og vandret). Dybde Intervaldybder for de udtagne prøver. April 2003 Bilag B, Side 9

143 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn Registrering jf. [9]. Fanen Prøver udfyldes kun én gang for hvert bygværk. April 2003 Bilag B, Side 10

144 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn B Fane 3: Registrering Denne fane anvendes hvis der har været foretaget yderligere prøvninger i nærheden af de udtagne kloridprøver. Den maksimale afstand som beskriver nærhed, er ikke nærmere specificeret men skal skønnes af eftersynsingeniøren. Felt Prøvenummer Konstruktionselement Prøvning Relativ placering Registrering / Noter Indhold Kopi af samme kolonne på fane 2: Prøver. Kopi af samme kolonne på fane 2: Prøver. Angiver typen af prøvning som kan være: - EKP-måling - Modstandsmåling - Korrosionshastighedsmåling - Ophugning til armering Angiver afstand til kloridprøven. Afstanden angives som en (x, y)-afstand i samme koordinatsystem som er defineret under fane 2: Prøver. Her angives resultat af prøvningen: - EKP-måling (værdi, type af udstyr) - Modstandsmåling (værdi, type af udstyr) - Korrosionshastighedsmåling (værdi, type af udstyr) - Ophugning til armering (armeringsdimension, dæklag og beskrivelse af tilstand: ingen korrosion, overfladekorrosion, grubetæring) April 2003 Bilag B, Side 11

145 Forskrift for planlægning, udtagning, analyse og rapportering af kloridprøver i forbindelse med særeftersyn B Fane 4: Analyse Nedenstående beskriver data som skal registreres for kloridanalyserne. Felt Prøvenummer Konstruktionselement Placering Prøve Analysemetode Karbonatiseringsdybde Dybde og Kloridværdi Indhold Kopi af samme kolonne på fane 2: Prøver. Kopi af samme kolonne på fane 2: Prøver. Kopi af samme kolonne på fane 2: Prøver. Prøveudtagningsmetode: Eks: borestøv 3 huller, ø16 borekerne 100 mm Metode anvendt til analyse Eks: Titrering DS423.28, RCT. Dybde og målemetode. Eks: 10 mm, phenolpthalein på frisk brudflade Samhørende kloridværdier af dybde fra overfladen (interval) og kloridværdi. Eks: 0-10 mm ; 0.12 % mm ; 0,08 % osv. April 2003 Bilag B, Side 12

146 Markarbejde Afrapportering af kloridprøver - Prøveregistrering Prøve- Konstruktions- Placering: Afstand: Karakteristika: Overflade / Dæklag: Dybde: nr.: element: (se vejledning) [m] (beton) (beton) [mm] Boremel 1 Søjle S2-Ø2 (30 grader; 0,0 m) 3 Overdækket Udvaskning i overflade Åben belægning (Dæklag 30 mm) (3 x ø18) 6 Søjle S2-Ø2 (150 grader; 0,5 m) 3 Overdækket Uden skader Kerne ø75 Åben belægning (Dæklag 35 mm) udtaget 7-11 Kantbjælke Ø (10,5 ; 0,15; IS) 0,5 Uden skader Boremel (Dæklag ikke målt) 5 std.intervaller jvf. Forskrift (3 x ø18) Kantbjælke Ø (15,5 ; 0,15; OS) 0,5 Fine finmaskede netrevner Boremel (Dæklag ikke målt) 5 std.intervaller jvf. Forskrift (3 x ø18) Vejdirektoratet Side: "2-Prøver" Side 1 af 1

147 Vejdirektoratet Afrapportering af kloridprøver - Generelle data Bronummer: Bronavn: Opgave: OF af L-VEJ 521, Avedøre Havnevej Særeftersyn af mellemunderstøtninger og kantbjælke Opførelsesår: Element: År Hændelse Mellemunderstøtninger 1960 Opført Kantbjælker 1975 Kantbjælker udskiftet i vest Orientering: N-S forskydning: Ø-V forskydning: N-S 0 grader 0 grader Betonsammensætning: Petrografisk analyse fra v/c = 0,47-0,52. Luftindblandet. Udførende ABC / CBA Consult Dato: 1. September 2002 Inititaler: Kontrol: Godkendt: ABC DEF GHJ Bemærkninger Vejdirektoratet Fane: "1-Generelt" Side 1 af 1

148 Markarbejde Vejdirektoratet Afrapportering af kloridprøver - Generelle data Bronavn: Opgave: Orientering: N-S forskydning: Ø-V forskydning: Dato: Udførende: Bemærkninger: Skitse: Vejdirektoratet Side: "1-Generelt" Side 1 af 1

149 Vejdirektoratet Afrapportering af kloridprøver - Generelle data Bronummer: Bronavn: Opgave: Opførelsesår: Element: År: Hændelse: Orientering: N-S forskydning: Ø-V forskydning: Betonsammensætning: Udførende: Dato: Inititaler: Kontrol: Godkendt: Bemærkninger: Vejdirektoratet Fane: "1-Generelt" Side 1 af 1

150

151 Bilag 2 Planlægning af særeftersynet Bilag 2.A Eksempel på prøvningsplanlægning, strategivurdering og følsomhedsvurdering Bilag 2.B Eksempel på særeftersynsprogram Hypoteser og planlægning I-Bilagsforsider.doc

152

153

154

155

156

157

158

159

160

161 !" " "

162

163 !" " "! " #$ %!

164 & '( )* +,- &-./+01,01 1/ 1 ####!$!!$!! "# $ % &# $ % ' ( )"*" ( ( + " (, - (! "./01!2 3 "*" #$./012 3#$"" )63 & '(37+013& '(.7 ')6

165 & '( )* +,- &-./+01,01 1/ 2 Vejdirektoratet har i skrivelse af 19. maj 2004 anmodet COWI om at udføre et Teknisk økonomisk særeftersyn af bro , OF af Høje Bøgevej, omfattende konstruktionselementerne: - Nr. 7 - Bærende overbygning (beton i brodæk) - Nr. 8 - Fugtisolering - Nr. 9 - Kantbjælker. I forbindelse med tilrettelæggelse og planlægning af særeftersynets udførelse, er der udarbejdet nærværende særeftersynsprogram, som danner beslutningsgrundlag for særeftersynets videre disposition og udførelse. Særeftersynet udføres i øvrigt på grundlag af det i afsnit 4, Litteraturliste, anførte )63 & '(37+013& '(.7 ')6

166 & '( )* +,- &- 3./+01,01 1/ På grundlag af det fra Vejdirektoratet fremsendte arkivmateriale, samt orienterende besigtigelse udført d. 15. juni 2004, fremsættes der nedenstående skadeshypoteser for de af særeftersynet omfattede konstruktionselementer. COWI har gransket rapporterne fra de tidligere udførte generaleftersyn samt udført en "on site" vurdering af konstruktionselementernes nuværende skadeudviklingsniveau. Som grundlag for udførelse af den tekniske del af særeftersynet, er der i de efterfølgende afsnit anført en vurdering af og indstilling til henholdsvis prøvningstyper og -omfang med basis i en probabilistisk vurdering. # $ % % % Det konstaterede skadesudviklingsniveau på undersiden af den bærende overbygning, vurderes primært at være forårsaget af et større indhold af alkalireaktivt materiale i sandtilslaget (> 2 vol-% af sandtilslag). En sekundær årsag til det konstaterede skadesudviklingsniveau formodes at være frostpåvirkning, som har forøget skadegraden og -omfanget grundet forøgelse af det frie vand i betonen. At skaderne er koncentreret omkring randen af den bærende overbygning, de yderste ca. 2 m af undersiden på den bærende overbygning, tilskrives at overbygningen er udført med kabelkanal som ikke har været tilstrækkeligt afvandet eller fugtisoleret, og derfor har været årsag til belastning af den omkringliggende beton med vand i en længere årrække. ## $ Det skønnes, at sandsynligheden for, at der forekommer alkalireaktivt materiale i betonen, er 98 % (skadefrekvens), hvilket, med en tilladelig bristsandsynlighed på 2 %, dvs. risikoen for at overse faktisk forekommende skader, nødvendiggør at der udtages 1 betonkerne. Betonkernen udtages fra undersiden af den bærende overbygning - neden fra og op )63 & '(37+013& '(.7 ')6

167 & '( )* +,- &- 4./+01,01 1/ Der påregnes udført makroanalysering af kernen. Det nuværende skadesudviklingsniveau og korresponderende reparationstype kan samtidig verificeres. # &%' % %' De konstaterede skadesudviklingsniveauer på kantbjælkerne menes primært at være forårsaget af et større indhold af alkalireaktivt tilslag i betonen, som har forårsaget helt eller delvist udviklede alkalikiselreaktioner (> 2 vol-% af sandtilslag). En sekundær årsag til det faktiske skadesudviklingsniveau formodes at være frostpåvirkning, hvilket har forøget skadeudviklingsniveauet. Med baggrund i det faktisk forekommende skadeudviklingsniveau, vurderes det at være overvejende sandsynligt at der forekommer et højt indhold af chlorider i området omkring armeringen. Risikoen for at armeringen korroderer i en sådan grad at det medføre bæreevneproblemer, før betonen sprænges og falder ned på den underførte vej, er imidlertid forsvindende lille da skadeudviklingsniveauet allerede er så langt fremskredet at total nedbrydning af betonen vil indtræffe før at armeringsarealet er væsentligt reduceret. Med baggrund i ovenstående skadehypoteser, og de konstaterede skader på kantbjælkerne, vurderes der at være behov for at udføre de nedenfor anførte prøvninger for at be- eller afkræfte foranstående påstande. ## $ ( På grundlag af erfaringer fra lignende skader vurderes det, at de forekommende skader på kantbjælkerne indikerer, at der vil være omkring 98 % sandsynlighed (skadefrekvens) for at finde alkalireaktive korn i kantbjælkernes beton. Ved udtagning af 1 én kerne - fra den ene kantbjælkes lodrette side - vil bristsandsynligheden være ca. 2 % ved dokumentering af indhold af reaktive/reagerede korn i betonen. Niveauet for den nuværende skadeudvikling vurderes at være type 2 for 50 % af kantbjælkeoverfladerne (skadefrekvens) og type 3 for de resterende 50 % af kantbjælkeoverfladerne (skadefrekvens). Ved udtagning af én kerne vil der være 50 % sandsynlighed for at fastlægge det korrekte skadeudviklingsniveau med en tilsvarende bristsandsynlighed på 50 %. Der udføres makro- og mikroanalyse (petrografisk) af den udtagne betonkerne )63 & '(37+013& '(.7 ')6

168 & '( )* +,- &-./+01,01 1/ 5 # ) Fugtisoleringen er utæt i kabelkanalerne, dette dokumenteres delvist ved skadesplaceringerne på undersiden af brodækket. Dokumentation herfor tilvejebringes i forbindelse med de for den bærende overbygning og kantbjælken udtagne kerner. # * De i det foregående anbefalede prøvninger er opsummeret i nedenstående skema for prøvningstyper og -omfang. Element Ophugning Betonkerne Makro- /Mikroundersøg. Bærende 1 stk. (fra underside) - overbygning Makro Kantbjælker - 1 stk. (fra yderside og ind) Makro + Mikro #+, Den overslagsmæssige pris for prøvning samt afrapportering af det teknisk økonomiske særeftersyn vil være som følger. Trafikregulerende foranstaltninger 2.000,- Prøvning/prøveudtagning in-situ inkl. leje af lift m.m ,- Makro- (2 stk.) og mikroanalyser (1 stk.) 8.000,- Besigtigelser, planlægning, afrapportering m.m ,- I alt ekskl. moms ,- # - Prøvninger i marken er planlagt udført i uge 32, laboratorieprøvning er planlagt udført i uge 33 og afrapportering er planlagt udført i uge 34, alle uger i )63 & '(37+013& '(.7 ')6

169 & '( )* +,- &-./+01,01 1/ 6 I Bilag 2 er angivet en præliminær restlevetidsvurdering for de konstruktionselementer som er omfattet af særeftersynet. Den præliminære restlevetidsvurdering har været en del af beslutningsgrundlaget for nærværende særeftersynsprogram. Den præliminære restlevetidsvurdering vil blive justeret i forbindelse med udarbejdelsen af den økonomiske del af særeftersynet )63 & '(37+013& '(.7 ')6

170 & '( )* +,- &-./+01,01 1/ 7! [1]: Særeftersyn og restlevetidsvurdering af danske betonbroer. Tillæg til manual af [2]: Særeftersyn og restlevetidsvurdering af danske betonbroer )63 & '(37+013& '(.7 ')6

171 Bilag 3 Vurdering af bro Møllegyden I-Bilagsforsider.doc

172

173 Vurdering af bro , Møllegyden. 1

174 1. Baggrund. Broen er en forspændt kassedrager med udkragede vinger. Broen er 70 m lang og har et areal på 685 m2. Broen er opført i Ved generaleftersynet i 1983 blev der konstateret skrå revnedannelser i hjørnerne(dækkende et område på ca. 10 m2 hver) på undersiden af de udkragede vinger i broens sydlige ende. Ved generaleftersynet i 1989 kunne tilsvarende revner nu konstateres i alle hjørner. I år 2000 blev kassedrageren inspiceret indefra. Der blev ikke konstateret tegn på gennemsivninger eller skader i øvrigt. Et særeftersyn blev udskrevet for at vurdere tilstanden og udført i I det følgende gennemgås de overvejelser, der har dannet grundlag for planlægningen af særeftersynet samt de senere vurderinger af restlevetider og strategivalget. Overvejelserne vil være typiske for de fleste særeftersyn. Ved generaleftersynet i 1994 blev der konstateret mange hvide udfældninger i revnerne i det nordvestlige hjørne. Ved generaleftersynet i år 2000 var dette skadebillede uændret. Dog udviste et område på ca. 20 m2 på undersiden i broens østlige side langs kantbjælken ud for midterunderstøtningen nu tegn på gennemsivninger og revnedannelser. 2. Særeftersyn; Hypotese. 2.1 Foreløbig vurdering. På baggrund af revnebilledet og udviklingen af det visuelle skadebillede opstilles følgende vurdering: 1. De skrå revner i brohjørnerne er statisk betingende. 2. Skaderne antages desuden at skyldes alkalikiselreaktioner(akr) og frost. Alkalikiselskadeudviklingen har principielt været under udvikling straks fra hærdetidspunk- 2

175 tet. Der regnes dog kun med en betydende skadeudvikling fra det tidspunkt, hvor betonen udsættes for ydre vandpåvirkning. 3. Broens fugtisolering er registret at være blevet utæt i det nordvestlige hjørne i perioden mellem generaleftersynet i 1989 og Det antages, at de statisk betingede revner er gennemgående. En vandgennemsivning vil derfor kunne registreres på undersiden kort tid efter, at fugtisoleringen er blevet utæt. Skader i dette område har således været under udvikling i 8-13 år. 4. Broens fugtisolering er registreret at være blevet utæt lokalt i østsiden ud for mellemunderstøtningen i perioden mellem generaleftersynet i 1994 og Det antages, at fra det øjeblik konstruktionsbetonen fugtbelastes på oversiden vil den opfugtes ved kapillarsugning. I en beton med et forventet v/c-tal på 0,45 vil vingetværsnittet(tykkelse mm) være opfugtet efter 1-2 år, jf. Betonbogen. Det antages endvidere, at de indre skader af tværsnittet som følge af AKR og frost herefter vil være yderligere 3-5 år om at udvikle synlige tegn på vandgennemsivning og skader på undersiden(dvs. 4-7 år i alt). På den baggrund kan skaderne således forventes at have været under udvikling i en periode, der kan variere fra 4 år og helt op til 13 år. På baggrund af ovenstående vurderes nedbrydningstakten at følge en 10 års kurve, dvs. at tiden mellem to reparationstyper(i, II, III og IV jf. Særeftersynsmanualen) er 10 år. Afhængigt af skadeomfanget vil skaderne allerede kunne have svækket bæreevnen. Specielt delaminering af betonen i brovingerne vil svække bæreevnen. Såfremt dette allerede er tilfældet(eller hvis sådanne skader udvikler sig i fremtiden), vil der være behov for væsentlige og omfattende reparationstiltag. Desuden vil en delaminering af tværsnittet øge risikoen for nedfald fra undersiden, såfremt tværsnittet udvikler revnedannelser omkring det nederste armeringslag. For at eftervise hypotesen skal der primært fokuseres på vurderingen af betonen, dens aktuelle skadetilstand og indhold af reaktivt materiale samt betonens fugtindhold. Særeftersynet blev herefter planlagt for at vurdere skadeomfanget i de skadede områder, for at vurdere konsekvenserne af sådanne skader og for at vurdere risikoen for udvikling af tilsvarende skader på den øvrige del af broen. Særeftersynet blev planlagt udført trinvis således, at tilstanden af de udborede kerner var bestemmende for omfanget af makro- og mikroanalyser samt måling af fugtindhold. 2.2 Undersøgelsesomfang. Der blev foretaget 1 ophugning igennem belægningen i det skadede område langs kantbjælken ud for mellemunderstøtningen samt udtaget 3 borekerner - én i det skadede nordvest-hjørne, én i det skadede område ved mellemunderstøtningen og én i et visuelt uskadt område. På alle kerner blev der udført makroanalyse. Desuden blev udført mikroanalyse og fugtpro-filmåling på én af de skadede og én af de uskadte kerner. 3

176 Der blev endvidere foretaget Impact- Echo-målinger, dæklagsmålinger, EKP-målinger og kloridanalyser. Disse prøver er ikke beskrevet nærmere i nærværende rapport, da de ikke har indflydelse på strategivalget i dette tilfælde. 3. Vurdering. Undersøgelsen viste, at: Belægningen på et tidspunkt har været repareret på den yderste 1 m langs kantbjælkerne. Det øverste lag af denne reparation ligger løst på underlaget, ligesom denne har en langsgående revne lokaliseret netop midt i dybderenden. Vand har derfor haft uhindret adgang til oversiden af beskyttelsesbetonen, hvor det via drænlaget er drænet ud mod kantbjælken. Her er vandet trængt ned under fugtisoleringen, som ikke er ført tilstrækkelig højt op på kantbjælken. Fugtisoleringen er desuden kun fastgjort ved klæbning og ikke med en klemskinne. Betonen er som forventet stærkt fugtbelastet i de skadede områder, samt delamineret som følge af alkalikiselreaktioner og frostpåvirkning, jf. vedlagt betonrapport, der desuden indeholder oplysninger om betonen generelt. Betonen udtaget i det visuelt uskadte område er intakt og ikke fugtbelastet. Fugtisoleringen må forventes at være intakt. Den bærende armering mellem kantbjælke og brovinge er intakt. Der er ikke risiko for udvikling af korrosionsskader på kantbjælken, som er beskyttet på oversiden med et tjæreepoxylag Den nederste delaminering er lokaliseret omkring det nederste armeringslag. Der er således en risiko for nedfald fra undersiden Bæreevnen er meget følsom overfor udvikling af delamineringer specielt i brovingerne. Overordnet kan det vurderes at: De konstaterede revner i hjørnerne skyldes broens statiske virkemåde. Delamineringen af tværsnittet skyldes alkalikiselreaktioner og frost forårsaget af vand, som er trængt ned lokalt langs kantbjælken, hvor inddækningsdetaljen er utilstrækkelig. Det øjeblikkelige skadeomfang har ingen betydning for bæreevnen og dermed for reparationstiltagene. En videreudvikling af skaderne vil have en væsentlig bæreevnemæssig effekt. Ved fugtpåvirkning af den endnu uskadte beton vil det tage ca. 10 år udvikle et skadeniveau svarende til det aktuelle skadede del. 4

177 Det vurderes, at skaderne på konstruktionsbetonen kun vil kunne udvikles i de nederste mm af betonen(fra bunden) svarende til den forventede indfrysningsdybde af broplader i det danske klima. Når tilsvarende skader ikke også er udviklet fra oversiden(bortset fra i beskyttelsesbetonen) skyldes dette, at det ca. 150 mm tykke lag af asfaltbelægning, beskyttelsesbeton og fugtisolering fungerer som en form for buffer, der begrænser nedfrysningen og nedfrysningshastigheden. Der forventes således ikke frostskader og delaminering i den øverste del af pladen. Der må forventes et stigende omfang af skader på belægningen, fordi beskyttelsesbetonen vil udvikle frostskader i takt med, at den opfugtes. Behovet for udskiftning af belægningen som følge af disse skader forventes at opstå om år. I mellemtiden vil der være behov for lokale reparationer af belægningen. Det aktuelle skadeomfang i de skadede områder er tæt på det maksimale skadeomfang, dvs. der forventes ikke at ske en væsentlig udvikling af delamineringerne i de pågældende områder(og dermed yderligere svækkelser af konstruktionen). I forbindelse med fortsat vandgennemsivning og frostpåvirkning øges risikoen dog for, at dæklaget på det nederste armeringslag løsner sig med fare for nedfald på den underførte vej. Desuden er der risiko for, at der med tiden udvikles generel korrosion på armeringen, fordi denne er beliggende i en revne, og derfor ikke længere er optimalt beskyttet mod korrosion. Det må desuden antages, at den nedtrængning af vand, som er konstateret i det nordvestlige hjørne og lokalt langs kantbjælken i østsiden, vil brede sig og føre til tilsvarende skader på de udkragede vinger generelt samt på kantbjælkerne. Med hensyn til kantbjælkerne er der ikke indikationer på, at disse i øjeblikket har udviklet skader. Skaderne på kantbjælkerne vil være betinget af ydre vandpåvirkning i forbindelse med regnpåvirkning og indre påvirkning fra det nedsivende vand i området mellem kantbjælke og broplade. Der er ingen synlige indikationer på igangværende nedbrydning, men det vurderes, at der er en stor risiko for, at de skader der er konstateret på bropladen også omfatter dele af kantbjælken tæt på overgangszonen. Det må forventes at kantbjælken - i takt med at opfugtningen breder sig ud i kantbjælken samtidig med, at denne udsættes for vandpåvirkning i forbindelse med regnvejr - vil udvikle delaminering. Delamineringen forventes, at ville udvikles i et lodret plan uden at få nogen egentlig bæreevnemæssig betydning. Konsekvensen vil være af holdbarhedsmæssig betydning og på længere sigt(>15 år) vil der være en øget risiko for nedfald. Det forventes, at utæthederne langs hele kantbjælkelængden vil være udviklet indenfor de næste 5 år(senest i år 2007) og føre til skader svarende til de nuværende 10 år senere - i år Med hensyn til det resterende broareal(over kassedrageren) er der ikke indikationer på, at fugtisoleringen er blevet utæt. Baseret på fugtisoleringens øjeblikkelige levetid forventes, at den har en restlevetid på 10 år - til år Herefter kan der forventes skader på den øverste del af kassedrageren i år 2022 som følge af vandpåvirkningen. Imidlertid må det forventes, at betonen i selve kassedrageren opfugtes gennem opsugning af vand fra den opfugtede vinge. Hvis fugtfronten antages at bevæge sig med 50 5

178 mm om året, må det forventes, at væggene i kassedrageren er opfugtet og har udviklet reparations/forstærknings-krævende skader i år Levetidskurven - se figur 1 - kan herefter resumeres som følger: År 2002: Skader i form af delaminering udviklet lokalt i et område svarende til ca. 100 m2. År 2007: Skader begynder at udvikles på brovingerne og kantbjælkerne langs hele kantbjælkelængden. Skader på de 100 m2 skal sikres således, at der ikke sker nedfald. År 2012: Fugtisoleringen er nedbrudt og skader begynder at udvikles generelt i takt med opfugtningen. År 2012: Skaderne på de 100 m2 kræver reparation. År 2017: Skaderne på brovingerne er nu udviklet, så der er et generelt behov for reparation. År 2022: Skader er nu udviklet generelt på bropladen, kassedrageren og kantbjælkerne. Reparationstype / Tilstand Bro Type III / IV Type I /II Type I Skader lokalt ved broender Skader lokalt ved mellemunderstøtninger Brovinger generelt Bro generelt Figur 1. Levetidskurven for bro Reparationsstrategier. Tid På ovennævnte baggrund vurderes der at være følgende strategier: 1. Strategi A: Lokal omisolering langs kantbjælken i år 2003 inklusive en overfladebehandling af kantbjælkerne. Da revnerne ikke har nogen bæreevnemæssig effekt eller indebærer en risiko for nedfald foretages ingen specielle reparationstiltag i de skadede områder. I år 2012 omisoleres resten af broen, før skaderne når at udvikle sig i dette område. Såfremt reparationen udskydes vil dette indebære, at der i år 2007 skal foretages iboring af ankre og reparationer af de i 2002 skadede områder af brovingearealet for at sikre mod nedfald. En udskydelse af omisoleringen af den resterende del af broen fra 2012 frem til 2017 vil medføre, at der skal foretages større reparationer af brovingerne og på undersiden af bropladen(inde i kassedrageren) til et niveau over det nederste armeringsniveau, samt foretages lokale reparationer af den øverste del af bropladen til et niveau under det øverste armeringsni- 6

179 veau. Desuden må der i den mellemliggende periode forventes øgede driftsudgifter til reparation af belægningen. 2. Strategi B: Omisolering af hele broen i år 2012 inklusive reparationer af de i år 2002 skadede områder(nedhugning og genopstøbning af dæklaget på det nederste armeringslag samt dele af kantbjælken). Denne strategi indebærer, at der senest i år 2007 opsættes nedfaldssikringer på undersiden af brovingerne i de i år 2002 skadede områder. Udskydes reparationen til år 2017 betyder dette, at der skal foretages reparationer af hele undersiden af bropladearealet, samt foretages lokale reparationer af kantbjælken og den øverste del af bropladen til et niveau under det øverste armeringsniveau. Af vedlagte bilag og nedenstående tabel ses strategi A og B at være ligeværdige med strategi A som den billigste. Strategi A har samtidig de laveste totale omkostninger. Dette er en umiddelbar logisk følge af at: det øjeblikkelige skadeomfang er begrænset. en videre skadeudvikling vil føre til, at broen generelt vil udvikle væsentlige skader. en videreudvikling af skaderne medfører, at der skal foretages reparationer fra undersiden, med øgede omkostninger til trafikale foranstaltninger til følge. Omkostninger Strategi A Strategi B A0 A5 B0 B5 Total uden trafik Total ved 7% diskonteringsrente uden trafik 1.604,000 1,995,000 1,223,000 1,453,000 Total med trafik Total ved 7% diskonteringsrente 1.604,000 1,995, med trafik 5. Følsomhedsanalyse. Ovennævnte vurderinger og valget af strategi er baseret på en forventning til et aktuelt skadebillede og en forventning til en nedbrydningshastighed. To spørgsmål kan stilles i den forbindelse: 1. Er undersøgelsesomfanget tilstrækkeligt? Det er sandsynligt, at de to kerner udtaget i de skadede områder er tilstrækkelige til at vurdere omfanget af skader i de visuelt skadede områder. MEN: Der er kun udtaget én kerne i det visuelt uskadte område(svarende til ca. 85% af arealet) og vi ved, at der over en periode på 4-13 år kan udvikles fremskredne skader. Spørgsmålet er derfor: Gemmer der sig bag den visuelt uskadte tilstand en igangværende skadetilstand, som vil kræve reparationstiltag? Burde der have været udtaget flere kerner? 2. Er nedbrydningshastigheden for pessimistisk henholdsvis optimistisk vurderet? Som nævnt i indledningen er skadeudviklingen vanskelig at vurdere: Udviklingshastigheden kan være både langsom og hurtig. Vedrørende spørgsmål 1): Statistisk må det konkluderes, at antallet af kerner i visuelt uskadte områder er utilstrækkeligt. 7

180 Det kan ikke afvises, at fugtisoleringen i endog større områder allerede er blevet utæt. I forbindelse med opstillingen af hypotesen blev det antaget, at en skadeudvikling kunne være undervejs i 4-7 år, før der kan observeres et synligt skadebillede. Det er dog overvejende sandsynligt, at såfremt det ca. 250 mm tykke tværsnit allerede havde udviklet et betydende indre revnemønster(dvs. delaminering med betydning for reparationsomfanget) ville det samtidig have udviklet synlige revner og tegn på vandgennemsivninger på undersiden. Denne forventning beror på, at den første indre revnedannelse(delaminering) må forventes at opstå tættest på undersiden, hvorfra indfrysningen foregår og derfor relativt hurtigt give anledning til synlige revner på undersidens overflade. Det kan dog ikke afvises, at en sådan udvikling er undervejs. Såfremt dette er tilfældet betyder det, at reparationsomfanget ved udskudte strategier bliver større. Det betyder, at strategi B, hvor den totale omisolering udskydes til år 2012, bliver væsentlig dyrere, fordi der skal foretages væsentligt større reparationer fra undersiden og kantbjælker end forventet(inklusive større trafikantgeneomkostninger). Det taler yderligere for at anbefale strategi A. Imidlertid er strategivalget i høj grad baseret størrelsen af trafikantgeneomkostningerne. Vurderet alene på baggrund af entreprenøromkostninger ses strategi B at være den optimale strategi ved en rente på 7%. Det kan yderligere godtgøres(se bilag B2), at selv om skadeomfanget skulle vise sig at være mere omfattende i forbindelse med strategi B(f.eks. behov for reparation af hele vingearealet på undersiden), vil strategi B stadig være den billigste, hvis trafikantgenomkostningerne kan minimeres. Dette betyder, at særeftersynet skal fastholde sin anbefaling af strategi A men notere, at reparationsløsninger der kan minimerer de trafikale gener måske vil være attraktive, f.eks. ved brug af natarbejde med fleksible afspærringer. Sådanne overvejelser vil ofte skulle foretages af bygherren under hensyntagen til andre - af rådgiveren normalt ukendte - årsager, f.eks. planlægning af andre reparationsarbejder på samme strækning. Med hensyn til vurderingen af om det udtagne antal kerner i de visuelt uskadte områder er tilstrækkeligt, må det noteres, at den parameter der har betydning for strategivurderingen er konstruktionsbetonens aktuelle fugtindhold(om fugtisoleringen allerede er blevet utæt). Hvis betonen skulle vise sig at være mere fugtbelastet end forventet, styrker dette kun yderligere anbefalingen af Strategi A. Hvis betonen er tør - som forventet i dette særeftersyn - er den valgte strategis relevans allerede fuldt dokumenteret. Yderligere måling vil ikke ændre strategivalget og er kun 8

181 interessant i tilfælde af, at man ønsker at udskyde strategien og overvåge tilstanden indtil det helt optimale reparationstidspunkt. Et særeftersyn bør imidlertid kun under særlige omstændigheder anbefale, at konstruktioner overvåges. Det skal dog understreges, at i tilfælde af at betonen skulle vise sig, at være væsentligt mere opfugtet end forventet - og skaderne allerede under udvikling - vil der kunne opstå en "uheldig" reparationsrytme ved strategi A, hvis det f.eks. medfører, at omisoleringen af resten af broen skal foretages om 5 år. Hvis særeftersynet skal sikre sig mod denne situation kræver det, at der foretages en mere generel oversigtsgivende scanning af betonens fugtindhold eller udtages et betydeligt større antal borekerner. De tekniske observationer vurderes dog i dette tilfælde som fuldt acceptable som baggrund for at anbefale strategi A. Omfanget af borekerner er således tilstrækkeligt. Vedrørende spørgsmål 2): Såfremt nedbrydningshastigheden fejlvurderes betyder dette i begge tilfælde, at de to strategier parallelforskydes den ene eller den anden vej på levetidskurven. Er nedbrydningen for optimistisk vurderet(at nedbrydningskurven f.eks. følger en 5 års og ikke en 10 års kurve), dvs. der er flere skader end forventet, når fremtidige reparationer iværksættes, taler dette yderligere til fordel for de partielle forebyggende strategier(medmindre, som nævnt under punkt 1, at trafikgeneomkostningerne kan minimeres). Omvendt bliver strategi B attraktiv i tilfælde af en pessimistisk vurdering(nedbrydningskurven følger f.eks. en 15 års kurve). Valget af nedbrydningstakt har således betydning for strategivalget. De observationer der er gjort støtter dog ikke antagelsen af, at nedbrydningskurven skulle være for pessimistisk anlagt(tværtimod), hvilket støtter valget af strategi A, som desuden eliminerer den risiko for nedfald der altid vil være forbundet med strategi B. 9

182 BILAG B1: Beton-og fugtundersøgelser. 10

183 BILAG B2: Økonomiberegning. 11

184 12

185 Bilag 4 Vurdering af bro Hønnerupvej I-Bilagsforsider.doc

186

187 Vurdering af bro , Hønnerupvej. 1

188 1. Baggrund. Bro er en efterspændt pladebro af beton. Broen har en længde på ca. 65 m og et areal på ca. ca. 625 m2. Broen er opført i Ved generaleftersynet i 1983 blev der konstateret revner og gennemsivninger på den yderste meter af undersiden af bropladen, ligesom der blev konstateret revner i kantbjælkerne. Ved et særeftersyn gennemført efterfølgende i 1985 blev det konstateret, at kantbjælkerne havde udvik-let delaminering som følge af alkalikiselreaktioner og frostpåvirkning. Betonen i bropladen havde også udviklet alkalikiselreaktioner; men dog kun på mikrorevneniveau. Efterfølgende blev broen repareret. Reparationen omfattede følgende: 1. Fjernelse af den eksisterende brobelægning - asfalt, beskyttelsesbeton og fugtisolering 2. Udstøbning af mm overbeton til niveau af oversiden af kørebanen 3. Udlægning af en 15 mm tjæreepoxybelægning som er ført ud over toppen af kantbjælken Der er desuden udført en svumning af kantbjælkernes ydersider. Ved generaleftersynene udført i 1989, 1994 og 2000 blev revnerne på undersiden af bropladen konstateret at være fugtige. I 2002 blev der udført et nyt særeftersyn af broen. 2. Særeftersyn. 2.1 Resultater. Særeftersynet omfattende følgende: Impact-Echo-målinger Klorid- og karbonatiseringsmåling Borekerneudtagning - 2 stk. fra undersiden, 3 stk. fra oversiden og 1 stk. fra kantbjælken Fugtmåling. Tyndslibsundersøgelse Undersøgelsen viste bl.a., at: En zone på ca. 2 m på undersiden af pladen langs kantbjælken har synlige langsgående revnedan-nelser. I lighed med observationerne fra 1985 er det kun revnerne i den yderste meter, der fremstår som fugtige. To større lokale områder over kørebanerne fremstår som permanent opfugtede. Broen består af tre betontyper - se nedenstående tegning og beskrivelse af de forskellige betontyper 2

189 Betonen har udviklet delaminering af tværsnittet i 2 meter-zonen. Revnerne er primært konstateret i de nederste mm fra undersiden. De nederste revnedannelser er lokaliseret i dæklaget. Udenfor 2 meter-zonen er der ikke konstateret revnedannelser. Revnedannelserne skyldes en kombination af alkalikiselreaktioner og frost. Betonen er beskrevet i detaljer i vedlagte bilag C1. Dæklaget på undersidearmeringen er ved bankning med hammer fundet at være løst på ca. 10 m2 fordelt på 4 forskellige områder. Betonen i kantbjælkerne har - som konstateret allerede i udviklet delamineringer af de yderste mm fra overfladen. Betonen i alle kerner er fugtbelastet svarende til ca. 90% af maksimal vandmætning, se bilag C1. Betonen er ikke kloridbelastet. Den svummebehandling, der er udført på kantbjælkernes ydersiden, er endnu intakt. Den udlagte tjæreepoxy belægning fremstår med lokale skader. Ved en overordnet bæreevnevurdering er det desuden vurderet, at de konstaterede delamineringer endnu ikke har betydning for bæreevnen. Delamineringerne udgør dog en fare for nedfald fra undersiden. Beskrivelse af betontyper: Betontype A: Som stentilslag er anvendt et flintrigt stenmateriale. Sandet indeholder kun lidt kalksten og porøs flint. Indholdet af porøs alkalireaktiv flint er bestemt til 0,04 vol% af betonen. Som cement er anvendt Almindelig Portlandcement. Betonen er næppe luftindblandet. Betonen er i øvrigt rimeligt komprimeret. Som cement er der sandsynligvis benyttet groft formalet portlandcement, men ikke af samme type som i beton B. Luftindholdet ligger omkring 2-3%, der er sandsynligvis ikke iblandet luft i betonen. Betontype B: Som stentilslag er brugt knust granit. Sandet indeholder meget kalksten og flint. Sandet indeholder en del alkalireaktiv porøs flint. Indholdet af porøs alkalireaktiv flint er bestemt til henholdsvis 0.79 vol% og 1,71 vol% af betonen. Som cement er anvendt groft formalet portlandcement. Luftindholdet ligger omkring 4-6%, betonen er sandsynligvis luftindblandet. Betontype C: Som tilslag er anvendt et flintrigt stenmateriale. Sandet indeholder kun lidt kalksten og flint. Der er ikke fundet korn af porøs alkalireaktiv flint i tyndslibet. Som cement er formentligt anvendt Lavalkali Portlandcement. Betonen er sandsynligvis luftindblandet. Betonen er i øvrigt rimeligt komprimeret. Det er konstateret at: den midterste del af den oprindelige bærende overbygning, midterste ca. 6 m og i tilnærmelsesvis fuld tværsnitshøjde - med undtagelse af de øverste mm er udført af betontype A. randområderne på overbygningen, fra kantbjælkerne og ca. 2 m ind mod bromidten, er udført af betontype B. den overbeton, der i forbindelse med udskiftning af fugtisoleringen i 1984/-5, er udstøbt på den oprindelige overbygning, er udført af betontype C. Bropladens opdeling i de forskellige betontyper fremgår af figur 1. 3

190 Betontype B Betontype C Figur 1. ca mm Betontype A 2.2 Restlevetidsvurdering. På baggrund af resultaterne af generalsynene og særeftersynet vurderes det, at: Den aktuelle nedbrydning af kantbjælken er foregået i perioden fra opførelsen i 1971 til reparatio-nen blev udført i Herefter er udviklingen begrænset væsentligt i omfang. Postulatet bygger på, at svummelaget ikke er revnet, ligesom de udtagne borekerner(udtaget i 1985 henholdsvis 2002) ikke udviser væsensforskellige skadetilstande. Desuden er fugtindholdet relativt lavt - et fugtindhold på ca. 90% af maksimal vandmætning svarer til et ligevægtsfugtindhold på %RF. Ved dette fugtindhold foregår udviklingen af AKR ved en lav hastighed og frostspræng-ninger vil næppe kunne ikke finde sted. Delamineringerne af bropladen af den yderste 2 m-zone er ligeledes foregået i perioden før repara-tionen i Argumentationen er den samme som ovenfor. Dog kan det ikke afvises, at omfanget har udviklet sig i en periode efter reparationen, da fugtindholdet i en længere periode efter reparationen må formodes at have indeholdt tilstrækkeligt vand til, at skadeudviklingen har kunnet fortsætte. I henhold til de eksisterende foto omfatter revneomfanget på undersiden af bropladen i 1985 kun den yderste meter, mens det i år 2002 omfatter de yderste 2 meter. Det bemærkes des-uden, at den kerne der er udtaget i 1985 fra oversiden af bropladen er intakt, men har udviklet et mikrorevnemønster. Tilsvarende kerner udtaget i 2002 i samme område har tegn på begyndende delamineringer. Det vurderes, at betonen indeholder tilstrækkelig restreaktivitet til at udvikle yderligere delamine-ringer af tværsnittet. Risikoen knytter sig alene til B-betonen i 2 m-zonen. Den øvrige del af pla-den har ingen risiko for at udvikle alkalikiselbetingede skader. Yderligere delaminering af tværsnittet vil føre til en påvirkning af bæreevnen og holdbarheden (korrosion). De allerede konstaterede delamineringer i niveau med det nederste armeringslag risikerer at føre til korrosion og risiko for nedfald. Opfugtning fra kondensdannelser på undersiden vil alene være tilstrækkelig til at føre til en generel korrosion. De konstaterede tegn på fugtige revner er et resultat af opfugtning af revnerne som følge af kondensdannelser(evt. også et udtryk for alkalikiselgelens hygroskopiske egenskaber) og ikke et udtryk for gennemsivninger gennem brodækket. Dog kan de ikke afvises, at der sker gennem-sivning i de to lokale områder, der fremstår permanent fugtige. I betontype A-områderne, hvor der ikke er risiko for alkalikiselreaktioner, vil der være risiko for indtrængning af klorid i forbindelse med nedbrydningen af tjæreepoxyen. Dette vil føre til korrosion på oversiden af C-betonen. Der er endnu ikke målt indtrængning af klorid i C- 4

191 betonen og kloridbetinget korrosion på pladens oversidearmering forventes ikke indenfor de næste 25 år. På denne baggrund konkluderes det, at: Den i 1985 udførte reparation har været vellykket. Den udlagte overbeton - C-beton - har kunnet yde en tilstrækkelig beskyttelse mod vandgennemtrængning til at kunne beskyttet den underliggen-de B-beton. Overgangszonen mellem overbetonen og kantbjælken er dog en svag detalje, hvorigen-nem der kan ske vandgennemtrængning. Det kan ikke afvises, at detaljen allerede lokalt igen giver anledning til opfugtning af betonen. Yderligere nedbrydning er alene knyttet til B-betonen i 2 meter-yderzonerne. Den udlagte tjæreepoxy belægning er 17 år gammel og må forventes at være udtjent eller nær udtjent. Nedbrydningen af betonen har fulgt og forventes i fremtiden at ville følge en 10 års kurve fra un-dersøgelsestidspunktet i år 2002, jf. figur 1. Den relativt tynde overbeton forventes ikke at kunne beskyttet betonen øverst i tværsnittet mod frost, hvorfor tværsnittet i tilfælde af opfugtning må for-ventes at udvikle delamineringer af hele tværsnittet. Da kabelarmeringen forløber også i B-betonen vil en nedbrydning have betydelige bæreevnemæssige og reparationstekniske konsekvenser. Korrosion forventes udviklet på de nederste armeringslag i 2 m-zonerne indenfor de næste 10 år. Reparationstype / Tilstand Bro Type IV Type III B-beton Type I Generelt Figur 1. Levetidskurve for bro På ovennævnte baggrund er der foreslået to reparationsstrategier: 1. Strategi A: Udskiftning af tjæreepoxybelægningen samt reparation af de skadede dæklag på pla-dens underside i 2 meter zonen. De øvrige delamineringer af tværsnittet kan accepteres. I henhold til levetidskurven kan reparationen udskydes til år , men af hensyn til nedfaldsrisikoen udføres reparationen i år Kantbjælkerne overfladebehandles. Strategi A5 svarer til strategi B. Tid 5

192 2. Strategi B: Afventning af skadeudviklingen indtil en stigende fugtbelastning af B-betonen gennem den udtjente tjæreepoxybelægning har ført til dennes ultimative skadetilstand. Idet tjæreepoxybe-lægningen pessimistisk forventes udtjent allerede i 2003 regnes den ultimative tilstand af B-betonen at være nået om 10 år i år Herefter foretages omfattende reparationer af B-betonen fra både over- og underside inklusive kantbjælkerne, samt en omisolering. Strategi B5 svarer til total udskiftning af begge randzonerne inklusive kantbjælkerne. Strategierne og deres respektive økonomier vil ikke blive detaljeret; men ikke ulogisk er strategi A den billigste strategi. 3. Følsomhedsvurdering og bemærkninger. Der er til vurderingerne knyttet en række antagelser om nedbrydningskurven og effekten af den tidligere udførte reparation. Vedrørende levetidskurven: Ville konklusionerne have været anderledes, hvis nedbrydningskurven er for pessimistisk vurderet, dvs. hvis skaderne - modsat ovennævnte forventning - er klinget af og ikke vil kunne udvikles yderligere selv om betonen opfugtes? Hvis dette er tilfældet, ville den fremtidig nedbrydning alene have været knyttet til udvikling af korro-sion på overbetonens armering, samt B-betonens undersidearmering. På B-Betonens underside forventes korrosion indenfor de næste 10 år. Herefter vil der være behov for gennemførelsen af type III-reparationer. Med hensyn til korrosion på overbetonen forventes en sådan nedbrydning ikke indenfor de næste 25 år, da betonen ikke er kloridbelastet i øjeblikket. Herefter vil der skulle udføres type II/III-reparationer på overbetonen. I den mellemliggende periode skulle faren for nedfald fra undersiden været imødegået ved lokale repa-rationer eller opsætning af nedfaldssikring. I dette tilfælde vil strategi B være den billigste ved en beregning baseret på en rente på 7%. Særeftersynet er derfor egentlig ikke tilstrækkeligt til at foretage en fuldt dokumenteret indstilling. Imidlertid eksisterer der ikke pålidelige målemetoder til at dokumentere, at B-betonen ikke vil kunne nedbrydes yderligere i tilfælde af fornyet opfugtning. Rapporten skal derfor i sin konklusion notere dette forhold, men fastholde sin indstilling af strategi A. Det noteres, at ovennævnte konklusioner ikke ville have kunnet været dokumenteret uden udtagning af borekerner. Omvendt kan det også argumenteres, at den samme anbefaling af strategi A kunne have været givet uden brug af undersøgelser overhovedet. 6

193 Imidlertid ville den manglende viden have ført til, at beskrivelsen og kapitaliseringen af strategi B og de udskudte strategier A5 og B5 ville have været mangelfuld, fordi det manglende kendskab til pladens opdeling i A-, B- og C-betoner sandsynligvis ville have ført til en forventning om, at hele pladen skulle repareres i tilfælde af opfugtning. I forbindelse med prioriteringen ville dette have ført til en forkert rangordning af broen i forhold til de øvrige prioriterede broer. Vedrørende effekten af den udførte reparation: Opstillingen af levetidskurven er baseret på en forventning om, at den i 1985 udførte reparation har medvirket til at udtørre betonen til et niveau, hvor nedbrydningshastigheden er begrænset. Hvilket konsekvenser ville det have, hvis denne antagelse ikke er korrekt? Forventningen bygger på målingen af et relativt begrænset fugtindholdet i betonen. Fugtindholdet er målt i august, som er en tør del af året. Det kan ikke afvises, at betonen er væsentlig mere fugtig på andre tidspunkter af året - selv om et så tykt tværsnit som det aktuelle normalt kun meget vanskeligt ændre fugtindhold i det indre af tværsnittet. Endvidere er der konstateret en forskel i skadeniveau i oversiden af bropladen fra 1985 til Om denne forskel er reel eller er et udtryk for prøvningsusikkerhed kan ikke vurderes. Såfremt det antages, at forskellen er reel forventes udviklingen at være foregået i perioden lige efter, at reparationen er gen-nemført som et resultat af tilstedeværelsen af restvand i betonen. Herefter forventes skadeudviklingen at være klinget af. Såfremt det antages, at dette ikke er korrekte antagelser, men at nedbrydningen tværtimod ikke er ble-vet tilstrækkeligt begrænset af reparationen, betyder dette, at det i år 2002 konstaterede skadeniveau har været under udvikling i hele perioden fra 1985 til 2002 og formentlig må forventes at foregå med sam-me hastighed i fremtiden. Dette betyder til gengæld, at skadeudviklingen følger en mindre pessimistisk kurve(foregår langsom-mere) med hensyn til betonnedbrydningen end ovenfor forventet. En nedbrydningstakt på 15 år for den kritiske betonnedbrydning kunne antages. De omkostningstunge betonrepartioner, der er forbundet med strategi B, kan dermed udskydes i 15 og ikke som forudsat 10 år. Strategien kræver dog fortsat, at der om 10 år foretages reparationer eller nedfaldssikring på pladens underside på grund af korrosion på undersidearmeringen. Strategi B kan muligvis vises at være teoretisk billigere end strategi A, men dette bør imidlertid ikke få indflydelse på anbefalingen af strategi, idet der, jf. ovenstående, ikke eksisterer pålidelige målemetoder og tilstrækkelig viden til at dokumentere B-betonens faktiske nedbrydningsforløb. Den foreslåede valg af strategi A må derfor anses for at være dokumenteret. 7

194 BILAG C1. Beton- og fugtundersøgelser. 8

195 BILAG C2. Foto. 9

196 Kerner udtaget i dybderender fra oversiden i områder med revnedannelser på undersiden. Kerne udtaget fra oversiden i uskadt område. Kerne udtaget fra undersiden i 2m-zonen. 10

197 Kerner udtaget fra undersiden i 2m-zonen. 11

198

199 Bilag 5 Vurdering af bro Benløse I-Bilagsforsider.doc

200

201 Vurdering af bro , Benløse. 1

202 1. Baggrund. Bro er en plade/bjælkekonstruktion med forspændte længdedragere. Broen har en længde på ca. 70 m og et areal på 2500 m2. Pladedelen er ca. 280 mm tyk. Broen er taget i brug i Ved de tidligere gennemførte generaleftersyn har der været konstateret skader på asfaltbelægningen, men ingen tegn på nedbrydning af selve betonkonstruktionen. 2. Tidligere særeftersyn. I 1989 blev der foretaget et særeftersyn af broen for at vurdere, om der udover skaderne på belægnin-gen også var skader på fugtisolering og konstruktionsbeton. Eftersynet blev baseret på 5 ophugninger, som bl.a. viste følgende: 1. Både beskyttelsesbetonen og fugtisoleringen er generelt intakt dog med lokale skader 2. Konstruktionen var tør og uskadt. I et enkelt område i dybderenden blev der målt et kloridindhold på 0,07% af tør betonvægt i de øverste 20mm. På denne baggrund blev der foreslået to reparationsstrategier: A. Udskiftning af belægninger i år 1989 og udskiftning af fugtisoleringen i 1998 B. Udskiftning af fugtisolering i år Strategi A blev foreslået men ikke fuldt. I perioden frem til 1995 udviklede større dele af belægningen skader, og i 1993 og 1995 blev der lokalt foretaget en udskiftning af de mest skadede områder. Skaderne skyldtes en nedbrudt beskyttelsesbeton. I både år 1996 og 2000 blev der foretaget et økonomisk særeftersyn baseret på et fornyet visuelt efter-syn samt særeftersynet fra Det seneste visuelle eftersyn fra år 2000 viste, at belægningen var i en dårlig tilstand med et stort omfang af lunker og revner. På den baggrund blev der opstillet tre strategier: A. Partiel omisolering i 2001 og omisolering af resten i år 2010 B. Total omisolering i år 2007 C. Udskiftning af bropladen i år 2025 Strategi B blev foreslået til udførelse. 2

203 Følgende reparationsbehov blev forventet: ÅR REPARATIONSTYPE(%-m2)* I II III Strategi A0: År 2001 A5: År 2006 Strategi A0: År 2010 A5: År %-750m2 30%-750m2 15%-375m2 30%-750m2 15%-375m2 30%-750m2 5%-125m2 20%-500m2 5%-125m2 20%-500m2 Strategi B0: År 2007 B5: År %-1500m2 30%-750m2 60%-1500m2 10%-250m2 40%-1000m2 Strategi C0: År 2025 Ikke medtaget her Ikke medtaget her Ikke medtaget her C5: År 2031 * Reparationstyper i henhold til Særeftersynsmanualen. Rapportens anbefaling af strategi B er primært baseret på særeftersynet fra 1989 og den - i øvrigt ikke ulogiske - følgeslutning, at broens fugtisolering i år 2007 vil have en alder på 35 år og dermed være udtjent samtidig med, at den helt åbenbart nødvendige udskiftning af slidlaget ikke bør foretages uden også samtidig at udskifte en så gammel fugtisolering. Broen er et trafikalt knudepunkt og en henvisning til, at to store reparationer - først udskiftning af slidlaget og siden udskiftning af fugtisoleringen - tidsmæssigt ville risikere at ligge uacceptabelt tæt på hinanden, er et godt argument for at vælge en gennemgribende reparationsstrategi. Netop de trafikale problemer der er forbundet med reparationen samt overordnede samfundsøkonomis-ke betragtninger og prioriteringer for den samlede bromasse gjorde, at strategien blev fremrykket til udførelse i år Imidlertid må det - ud fra en ren teknisk synsvinkel - fastslås, at fastsættelserne af den aktuelle skadetilstand, nedbrydningskurven og reparationsomfanget i ingen af strategierne er dokumenteret svarende til kravene til et særeftersyn. I forbindelse med reparationen blev der derfor foretaget en række prøver med henblik på at revurdere det udførte særeftersyn og de valgte strategier. 3. Revurdering af strategi. 3.1 Foreløbig vurdering; Hypotese. Forløbet af nedbrydningskurven kan enten være baseret på, at klorid trænger ind i betonen og initierer korrosion eller, at betonen nedbrydes som følge af alkalikiselreaktioner og frost. Der er ingen visuelle indikationer på, at en sådan nedbrydning finder sted. Der er således et behov for en eftervisning af de tekniske begrundelser for strategivalget. Efterfølgende har det i forbindelse med reparationen vist sig at: omfanget af områder med type II skader på hele broen er på 0,5%, mens der ikke er nogen type III skader. 3

204 betonen er kun moderat fugtbelastet. Fugtisoleringen må således forventes stadig at være tæt, bort-set fra lokalt i dybderenderne, hvor betonen allerede ved særeftersynet i 1989 blev konstateret at være kloridbelastet. risikoen for frostskader er negligeabel, jf. bilag A. betonen indeholder kun begrænsede mængder reaktivt materiale, jf. bilag A. betonen er kun lokalt kloridbelastet og da kun i moderat omfang. Baseret på de målte kloridprofiler (Cs = 0,11% af tør betonvægt og D = 56mm2/år) estimeres en initieringstid(regnet fra det tidspunkt hvor fugtisoleringen bliver utæt) på ca. 15 år ved et dæklag på 30mm og en kritisk kloridgrænse på 0,05% af tør betonvægt. Herefter vil der gå yderligere minimum 5-10 år, før der opstår et repara-tionsbehov. Dette indebærer således, at korrosionen forventes initieret i 2017 og skaderne forventes at have udviklet reparationskrævende skader i På den baggrund må det vurderes, at risikoen for nedbrydning er knyttet til risikoen for korrosion som følge af kloridindtrængning. Det vurderes desuden, at der ikke er nogen argumentation for at iværksæt-te en omisolering af broen indenfor de næste år alene for at beskytte konstruktionen - selv om fugtisoleringen regnes at være udtjent og utæt allerede i år 2002(hvilket det øjeblikkelige meget lave fugtindhold ikke giver anledning til at forvente). Broens levetidskurve fremgår af figur 1. Med hensyn til udviklingen af skadeomfanget(antallet af m2 der har udviklet korrosionsskader på et gi-vet tidspunkt) kan der ikke opstilles retningslinier på det aktuelle grundlag. Derfor antages(på baggrund af beregninger baseret på ovenstående tal for Cs, D, dæklag og kritisk kloridindhold), at hele bropladen vil have udviklet reparationskrævende skader på det øverste armeringslag i Med hensyn til nedbrydningskurven(se figur 1) vil denne - i dette tilfælde - i overensstemmelse med erfaringerne med udvikling af korrosionsskader være flad frem til det tidspunkt, hvor den initierede korrosion har udviklet så omfattende korrosion på armeringen, at dæklaget sprænger. Ved reparationen i 2002 blev der dog konstateret et område i dybderenden svarende til 0,5% af overfla-den med behov for reparation. Det antages derfor, at der frem til år 2017 vil ske en tilvækst af skadede områder på 0,5% om året(omkring dybderenderne, hvor det er konstateret, at fugtisoleringen har væ-ret utæt i en længere periode). 4

205 Reparationstype / Tilstand Bro Type III / IV Type II Type I Tid Figur 1. Levetidskurve for bro Imidlertid knytter der sig samtidig trafiksikkerhedsmæssige aspekter til vurderingen. Det er fastslået, at skadeomfanget på belægningen skyldes, at beskyttelsesbetonen nedbrydes. Dette må forventes at være forårsaget af, at beskyttelsesbetonen ikke er frostsikker med deraf følgende nedbryd-ning i forbindelse med frostangreb og trafikbelastning. Det må derfor forventes, at i hvert fald kørebanearealet med tiden vil give stigende problemer og ud-vikle et stadig større behov for lokale reparationer svarende til de erfaringer, der blev gjort i løbet af 90 erne. Fortov/cykelsti, som ved eftersynet i år 2000 fremstod i den dårligste forfatning, må forventes også at nedbrydes. Da der imidlertid ikke ved de gentagede eftersyn er konstateret en accelererede udvikling af skaderne i disse områder samtidig med, at de kun er moderat trafikbelastede, vurderes det realistisk at kunne udskyde en større reparation. Dette giver mulighed for følgende strategivalg: A. Udskiftning af slidlag på kørebanearealer i 2002 inklusive reparationer af skadet beskyttelsesbeton. Overvågning af tilstanden og tidligst i år 2017, at foretage en total omisolering(92,5% type I-repa-rationer + 2,5%type II-reparationer+5%type III-reparationer af totalareal). I den mellemliggende periode reparationer af belægning på cykelsti/fortov(kr. 10,000,-/år). Ved A5 strategien er 2007-strategien = Strategi B(omisolering af kørebanearealet) med %-satserne 97,5-2,5-0% af kørebanen, mens 2022-reparationen har %-satserne % af hele arealet. B. Partiel omisolering af kørebanearealet i 2002 for at undgå at genere den kørende trafik mere end én gang(100% type I-reparationer af kørebanearealet). Omisolering af resten tidligst i år 2017(92,5% type I-reparationer + 2,5%type II-reparationer+5% type III-reparation af arealet af cykelsti/fortov). I den mellemliggende periode reparationer af belægning på cykelsti/fortov(kr. 10,000,-/år). Ved B5 strategien er %-satserne for 2007-reparationen 97,5-2,5-0%(af kørebanearealet) og for 2022-repara-tionen % af cykelsti/fortovsarealet. 5

206 C. Total omisolering i 2002 for at undgå gentagede reparationer/vedligehold og en nedsat kørselskomfort(100% type I-reparationer). Ved C5 strategien er %-satserne 97,5-2,5-0%. Resultatet af gennemregningen af de tre strategier fremgår af bilag B og nedenstående skema Omkostninger Strategi A Strategi B Strategi C A0 A5 B0 B5 C0 C5 Total uden trafik Total ved 7% diskonteringsrente uden trafik Total med trafik Total ved 7% diskonteringsrente med trafik Af skemaet ses, at de udskudte strategier for strategi B og C er billigere end de optimale. De valgte udførelsestidspunkter er derfor ikke optimale. Dette er betinget af den begrænsede udvikling af skadeniveauet. Det er derfor nødvendigt med en revurdering af tidspunkterne. En sådan revurdering er baseret på, at begge de to strategier B og C udskydes i en årrække. Strategi B s første del iværksættes nu i år 2007 i stedet for år 2002, mens den resterende del stadig iværksættes i år Strategi C iværksættes nu i år 2012 i stedet for år I begge tilfælde med den konsekvens, at der må foretages midlertidige reparationer af belægningen, indtil strategierne kan iværksættes. Denne beregning fremgår af bilag B og nedenstående skema. Omkostninger Strategi A Strategi B Strategi C A0 A5 B0 B5 C0 C5 Total uden trafik Total ved 7% diskonteringsrente uden trafik Total med trafik Total ved 7% diskonteringsrente med trafik De udskudte strategier ses nu at være dyrere end de optimale. Strategi B og C ses desuden at være ligeværdige med strategi B som den billigste. Strategi B indebærer, at broen nødrepareres i de næste 5 år(frem til år 2007), hvorefter kørebanearealet omisoleres. Først i år 2017 foretages omisoleringen af fortove og cykelstier. I den mellemliggende periode repareres området. Strategi B ses samtidig at involvere de laveste totale omkostninger. Da nedbrydningen er langsom samtidig med, at kørselskomforten stadig er acceptabel, er dette også en teknisk logisk løsning. 6

207 4. Følsomhedsanalyse. De tekniske og økonomiske risici der er forbundet med valget af strategi B er, at nedbrydningen af pla-den ved den forventede reparationer i år 2007 og 2017 er væsentlig større end forventet. Dette ville måske kunne have ført til, at strategi C ville have været den billigste. Risikoen for en væsentlig ander-ledes skadetilstand i år 2007, hvor den første etape af strategi B s reparation gennemføres, er imidlertid begrænset. Hvis strategi C skal være attraktiv vil det således kræve, at reparationsomfanget i 2007 er minimum 200 m2 større end forventet og involvere over 15% af kørebanearealet. En sådan forventning er der ikke teknisk argumentation for. Det er derimod mere sandsynligt, at omfanget af skader i år 2017, hvor anden del af reparationen iværksættes er større end forventet. En ændring af det økonomiske forhold mellem de to strategier vil dog f.eks. kræve, at hele arealet af cykelsti/fortov havde behov for en type II og ikke en type I repara-tion i år En sådan pessimistisk forventning er der ikke teknisk argumentation for. Hvis nedbrydningstakten omvendt er overvurderet, dvs. at skaderne på konstruktionsbetonen udvikles senere eller i et mindre omfang end forventet, ville dette ikke forrykke balancen. Begge strategier kan udskydes med et øget vedligehold af belægningen til følge således, at strategi B forbliver den billigste. Strategi B er desuden den strategi, der har indbygget den største sikkerhed og brugerkomfort ved at ha-ve de væsentligste reparationer - reparationen af selve kørebanearealet - forudsat til udførelse før både strategi A og C Anbefalingen af strategi B vil derfor være veldokumenteret. 5. Bemærkninger. Vurderingerne og fastsættelsen af det aktuelle skadeomfang er baseret på viden om hele bropla-deoversiden efter, at isoleringen er fjernet. I forbindelse med et særeftersyn ville denne viden ikke være tilstede, idet alene ophugninger og bore-kerner ville ligge til grund for vurderingen. Det er sandsynligt, at undersøgelsesomfanget - som ved eftersynet i ville have omfattet minimum 5 tilfældigt placerede ophugninger med minimum én placeret i dybderenden. Konklusionerne baseret på dette forventede eftersynsomfang ville næppe have været anderledes end de konklusioner, der er draget ovenfor. Et særeftersyn burde derfor have anbefalet strategi B til udførelse 2007 henholdsvis Når strategi C blev gennemført - endda før det optimale tidspunkt - hænger det sammen med bygherrebetragtninger og bygherrens prioritering af reparationsbehovet og -rækkefølgen på hele den samlede bromasse. Sådanne betragtninger skal imidlertid normalt ikke indgå i en særeftersynsrapport. 7

208 BILAG D1. Beton- og fugtundersøgelse. 8

209 BILAG D2: Økonomiberegning. 9

210

211 Bilag 6 Vurdering af bro Skælskørvej I-Bilagsforsider.doc

212

213 Vurdering af bro , Skælskørvej. 1

214 1. Baggrund. Broen er en efterspændt pladebro. Broen er 72 m lang og har et areal på 927 m2. Broen er opført i Ved generaleftersynet i 1971 blev der lokalt konstateret en fin revne med tegn på gennemsivninger. Ved generaleftersynet i 1980 blev der ikke konstateret yderligere udvikling af skader. Ved generaleftersynet i 1986 blev der konstateret revner med gennemsivninger i bropladesiderne. Ved generaleftersynet i 1992 blev der konstateret revner og gennemsivninger på hele undersiden af bropladens nordlige del (½-delen af bropladen). Ved generaleftersynet i 1999 var dette skadebillede uforandret. I år 2001 blev der gennemført et særeftersyn af broen, der anbefalede en omisolering af broen inklusive reparationer af de konstaterede betonskader. I forbindelse med broens reparation i 2002 blev der udført et supplerende eftersyn for at fastlægge til-standen i detaljer. I det efterfølgende afsnit gennemgås resultaterne af disse undersøgelser sammen med en hypotetisk gennemgang af de levetidsvurderinger, der kunne have været knyttet til vurderingen af denne bro, hvis den havde været havde været undersøgt på et tidligere tidspunkt. 2. Undersøgelser af broen. I forbindelse med reparationen blev der udtaget i alt 14 borekerner af dækket - 4 stk. udboret fra oversiden og 10 stk. udboret fra undersiden. Desuden blev der foretaget følgende undersøgelser: Bankning med hammer af undersiden for at identificere områder med delamineringer af dæklaget EKP-målinger fra undersiden Klorid- og karbonatiseringsmålinger Ophugninger til armeringen Undersøgelser af kabelarmeringen Desuden blev der foretaget en bæreevneanalyse. Undersøgelserne viste at: Halvdelen af bropladen havde udviklet delaminering af de nederste mm regnet fra undersiden - den nederste revnedannelse var lokaliseret i niveau med det nederste armeringsnet Broens bæreevne var uacceptabelt svækket som følge af delamineringen. En forstærkning var påkrævet. Desuden var der risiko for nedfald fra undersiden - dæklaget var "skruk" over større sammenhængende områder Kabelarmeringen var uden skader Det nederste armeringsnet havde begyndende korrosion(generel korrosion) 2

215 Bropladen havde et vandret porøst støbeskel ca. 100 mm fra oversiden Skaderne skyldes en kombination af alkalikiselreaktioner og frost, samt udførelsesfejl På den baggrund må det konkluderes, at broen var tæt på sin ultimative skadetilstand. Reparationen omfattede: en omisolering inklusive fjernelse og genopstøbning af de øverste 100 mm af bropladen en forstærkning af bropladen ved iboring af ankre en udskiftning af dæklaget på pladens underside på ½-delen af broen. Spørgsmålet er: Hvorledes har skaderne udvikles sig? Hvilke levetidskurve har broen fulgt? Hvad ville et særeftersyn udført på et tidligere tidspunkt have betydet? 3. Levetidsvurdering. 3.1 Hypotese. På baggrund af observationerne fra de udførte generaleftersyn må det konstateres, at de første notoriske tegn på skader er synlige i 1986 i form af revner på bropladesiden. Da der ikke blev observeret skader i 1980, må skaderne således have haft en udviklingstid på maksi-malt 6 år. I hvert fald med hensyn til udviklingen af synlige skader. De egentlige skader - mikrorevne-dannelserne som følge af alkalikiselreaktioner er sandsynligvis startet tidligere. I 1992 fremstår hele den nordlige bropladedel med revnedannelser generelt. Disse skader er udviklet over en 6 års periode fra 1986, jf. argumentationen ovenfor. Det antages, at i den efterfølgende periode fra 1992 til 2002 har skaderne kun udviklet sig i et minimalt omfang. De betydende skader - delamineringerne der fører til bæreevnesvækkelsen - antages således at have udviklet sig til sit endelige - eller i hvert fald nær sit endelige - niveau i perioden fra 1986 til En forventning om at udviklingen af de betydende skader skulle være progressiv kan ikke afvises, men de kerner der er udtaget nær ved bropladesiderne, hvor de første skader blev observeret i 1986 under-støtter ikke denne teori. Skadeomfanget er faktisk størst i de områder, hvor skaderne er observeret senest. Desuden indikere de omfattende gennemsivninger i 1992, at tværsnittet allerede på dette tidspunkt må være revnet i et større omfang. 3

216 Skaderne(de synlige tegn på gennemsivninger) indikerer endvidere, at fugtisoleringen i hvert fald i 1986 er utæt i større omfang og betonen dermed udsat for en større vandpåvirkning. På den baggrund kan det med rimelighed antages, at skadeudviklingen har fulgt en 5-10 års udviklingskurve, dvs., 5-10 år fra det tidspunkt, hvor betonen opfugtes, til der er udviklet betydende skader. Broens levetidskurve fremgår af figur 1. Reparationstype / Tilstand Bro Pessimistisk udvikling Type IV Optimistisk udvikling Type III / IV Type I Lokalt ved bropladesider Generelt Figur 1. Levetidskurve for bro Bemærkninger. På baggrund af ovennævnte hypotese vurderes det, at et særeftersyn udført i 1986, da de første betyden-de skadetegn blev observeret på bropladesiderne - med den viden vi har i dag - kunne have forudsagt den fremtidige skadetilstand i det omfang, særeftersynet havde omfattet borekerneudtagning. Det må formodes, at der i 1986 allerede lokalt langs pladesiderne har været udviklet indre revnedannelser, hvis tilstedeværelse må formodes at have ført til et forslag om at iværksætte en snarlig omisole-ring. De må ligeledes formodes, at der ville have være blevet opstillet to strategier: Snarlig omisolering med begrænsede betonreparationer henholdsvis en udskudt strategi(10 år) indeholdende en omisolering samt mere omfattende betonreparationer. Tid 4

217 Det er imidlertid næppe sandsynligt - med den viden der var til rådighed i at man ville have for-udset en skadeudvikling som den konstaterede. Det er derfor ikke usandsynligt, at den udskudte strategi fejlagtigt var blevet foreslået foreslået. Dette illustrerer, at en bæreevnevurdering og vurderingen af levetidskurven for broplader med reaktivt materiale er overordentlig vigtig, hvis en reparation af broen skal prioriteres korrekt. Konsekvenserne ved at udskyde den forkerte bro er betydelige. I det aktuelle tilfælde var der ud over bæreevnesvækkelsen og det stærkt forøgede reparationsomfang desuden en reel risiko for nedfald fra undersiden af pladen ned på motorvejen. Med hensyn til det aktuelle eftersynsomfang er dette fuldt tilstrækkeligt til at dokumentere tilstanden og valget af reparationsstrategi. I det aktuelle tilfælde er der reelt kun én reparationsstrategi bæreevne-svækkelsen og nedfaldsrisikoen taget i betragtning. Der er således ikke i dette tilfælde mulighed for at udnytte forventningen om, at den fremtidige nedbrydningskurve er relativt flad. 5

218 BILAG E1: Betonundersøgelser. 6

219 Bilag 7 Statistisk vurdering af prøvningsomfang Fastlæggelse af skadeomfang I-Bilagsforsider.doc

220 Statistisk vurdering af prøvningsomfang Bilag 7

221 1. Statistisk vurdering af prøvningsomfanget Hvis skader på en betonkonstruktion opfattes som tilfældigt fordelt, afhængigt af varierende miljøbelastning, varierende betonkvalitet, dæklagstykkelse osv., kan prøvningsomfanget vurderes rent statistisk. I følgende eksempel antages egentlige skader eller områder med risiko for skader at optræde som skjulte skader uden synlige skadetegn f.eks. på 20 % af konstruktionens areal (svarende til f.eks. den nederste meter af en søjle). Skaderne forventes at være binominalfordelt med fejlfrekvens på 20 % eller π = 0, 2. Særeftersynet antages at være baseret på tilfældig stikprøveudtagning - af f.eks. kloridprofiler - for at afdække risikoen for korrosion. Forudsættes det, at et særeftersyn ikke må overse eller i hvert fald skal have en kendt acceptabel sandsynlighed for at overse fejl, betyder dette, at vi skal kende sandsynligheden for, at der ved en prøvning findes netop ingen fejl trods forekomsten af en fejlfrekvens på 0,2. Ved at definere en fejlfrekvens kan der i første omgang ses bort fra problemerne med hensyn til, hvor stort et fysisk omfang en enkelt prøve - f.eks. et kloridprofil - repræsenterer. På baggrund af ovenstående antagelser skal følgende sandsynlighed bestemmes: P( x 0 ) n! x! ( n x)! hvor: n er antallet af prøver x er antallet af fejl i stikprøven π er fejlfrekvensen n x ( ) x = = π 1 π I Tabel 1 er angivet sandsynlighederne for at overse fejl i forbindelse med et eftersyn med et givent antal stikprøver her kloridprofiler. Der fastsættes en grænse på 10 % (signifikansniveau på 10 %) som den acceptable risiko for at overse fejl i forbindelse med almindelige reparationssager omisolering og reparation af søjler, endevægge og fløje. I forbindelse med eftersyn af kantbjælker, bropladeundersider og forspændt armering samt i forbindelse med sager med risiko for bæreevneproblemer accepteres kun en fejlprocent på 5 %.

222 Fejlfrekvensπ Antal stikprøver ,05 0,95 0,90 0,86 0,73 0,63 0,54 0,36 0,1 0,9 0,81 0,73 0,53 0,38 0,28 0,12 0,2 0,8 0,64 0,51 0,26 0,13 0,07 0,01 0,3 0,7 0,49 0,34 0,12 0,04 0,01 0 0,4 0,6 0,36 0,22 0,05 0, ,5 0,5 0,25 0,13 0, ,6 0,4 0,16 0,06 0, ,7 0,3 0,09 0, ,8 0,2 0,04 0, ,9 0,1 0, Tabel 1 Sandsynligheden for at finde 0 fejl og dermed overse faktisk forekommende skader i et omfang svarende til π - ved en stikprøve ved forskellige fejlfrekvenser. Grøn er en acceptabel fejlfrekvens. Rød er uacceptabel. Ved en fejlfrekvens på 0,2 ses af Tabel 1, at hvis risikoen for at overse faktisk forekommende korrosion kun må være 10 %, vil det kræve udtagning af en tilfældig stikprøve på 12 kloridprofiler. Ved de fleste særeftersyn kan der erfaringsmæssigt som udgangspunkt for planlægningen af prøvningsomfanget regnes med en fejlfrekvens på 0,2, medmindre fejlhypotesen bedømt ud fra generaleftersynet vurderes at være anderledes. 2. Skadeomfanget fastlægges Særeftersynets formål er yderligere at fastlægge skadeomfanget og lokalisere skaderne, hvilket skal ske inden for et 10 % signifikansniveau. En præcisering af skadeomfanget kræver, at testresultaterne efterfølgende vurderes i forhold til hypotesen er det f.eks. foreneligt med hypotesen om et skadeomfang på 20 %, hvis 3 ud af 6 prøver indikerer skader? Hvis ikke det er foreneligt med hypotesen, må det betyde, at skadeomfanget er større (eller mindre). Yderligere kan det betyde, at sikkerheden i udsagnet ikke er acceptabelt, således at det bliver nødvendigt at øge stikprøvestørrelsen alternativt at konstatere, at udsagnene afgives med nedsat sikkerhed, og herefter vurdere de økonomiske konsekvenser i følsomhedsanalysen. Tabel 2 angiver det forventede antal fejl i en stikprøve, udtaget af en population med en given fejlfrekvens ved et signifikansniveau på 10 %.

223 Hvis antallet af fundne fejl f.eks. kloridprofiler der indikerer korrosion er større (eller mindre) end angivet i tabellen ved den estimerede fejlfrekvens, betyder det, at skadeomfanget må være større (eller mindre) end estimeret. Begge forhold betyder, at hypotesen skal revideres og stikprøveomfanget eventuelt revurderes. Ved at sammenholde Tabel 1 og Tabel 2 ses f.eks., at såfremt skadeomfanget estimeres til 0,2 - hvilket medfører en stikprøvestørrelse på 12 - og det efterfølgende viser sig, at fejlfrekvensen er 0,6 (5 af 12 prøver indikerer fejl), vil man have udført unødigt mange prøver 3 havde været nok. Fejlfrekvensπ Stikprøvestørrelse , , , , , , , , , , Tabel 2 Forventningen til antallet af fejl i en stikprøve ved en given fejlfrekvens På baggrund af de udtagne stikprøver vil det være muligt at opstille en statistisk baseret vurdering af skadeomfanget. Til gengæld vil det ikke være muligt at præcisere skadernes placering på konstruktionen eller det omfang, de måtte have i de områder, hvor de er placeret (her er det relevant at diskutere, hvor repræsentativ én enkelt kloridmåling er). Dermed bliver det ikke i alle tilfælde muligt at fastlægge en reparationsstrategi, fordi en vigtig forudsætning for strategivalget er kendskabet til skadernes udbredelse i de områder, hvor de optræder. Hvis f.eks. dyberegående skader er tilfældigt og usammenhængende placeret på en søjle, kan reparationen gennemføres uden interimsforanstaltninger. Hvis skaderne omvendt dækker et sammenhængende område, vil der være behov for sådanne væsentligt fordyrende foranstaltninger. Et rent statistisk baseret særeftersyn har altså væsentlige mangler og vil ikke umiddelbart kunne anvendes til at fastlægge en strategi.

224 3. Fejlfrekvenser vurderes på baggrund af supplerende målinger Hvis den rene tilfældige stikprøvevise udtagning suppleres med andre målinger og erfaringer, kan kvaliteten forbedres og stikprøveantallet ændres som følger: 1. Korrosionstilfælde: Visuel vurdering, bankning med hammer og brugen af EKP-måling eller korrosionshastighedsmåling øger sikkerheden i vurderingen, fordi stikprøveudtagningen bliver mere målrettet. På baggrund af målingerne kan konstruktionen inddeles i f.eks. 3 grupper Gruppe 1: Korrosion; Gruppe 2: Begyndende korrosion og Gruppe 3: Ingen korrosion. Sikkerheden i en EKP-måling defineres f.eks. som følger: - Gruppe 1: 80 %, det vil sige, at i 8 ud af 10 tilfælde giver en EKP-måling et korrekt resultat, fejlfrekvensen øges til 0,8, og behovet for supplerende stikprøver (kloridprofiler og ophugninger) fastlægges ligeledes med hensyn til 0,8. - Gruppe 2: 80 % - Gruppe 3: 60 % Dette vil reducere antallet af kloridmålinger og ophugninger ved en fejlfrekvens på 0,2 fra 12 kloridprofiler og ophugninger til 7 kloridprofiler og 7 ophugninger (2 stk. i gruppe 1, 2 stk. i gruppe 2 og 3 stk. i gruppe 3). 2. AKR/frosttilfælde på broplader og kantbjælker: De hidtidige erfaringer viser, at % af de broplader, der har langsgående revner på undersiden, har et delamineret tværsnit. Der defineres derfor i disse tilfælde en fejlfrekvens på 0,8, hvilket reducerer stikprøveantallet borekerner til 2 i visuelt skadede områder. Tilsvarende viser erfaringerne, at % af de broer eller % af de områder på den enkelte bro, der fremstår uden synlige skader, heller ikke har skader. Dette giver tilsvarende et prøvningsbehov på 2 i visuelt uskadte områder. Ovennævnte værdier for fejlfrekvenser er ikke defineret på et dokumenteret grundlag, men er et udsagn eller en statistisk hypotese baseret på intuitiv erfaring. Værdierne udstikker retningslinjerne i forbindelse med den første planlægning af prøvningsomfanget.

225 Bilag 8 Usikkerheder når kloridindholdet vurderes I-Bilagsforsider.doc

226 Usikkerheder når kloridindholdet vurderes Bilag 8

227 1. Eksempel på bestemmelse af kloridindhold I forbindelse med levetidsvurderingerne er der usikkerhed forbundet med både selve prøvningen og med den senere analyse og beregning ved hjælp af Fick s 2. lov. Det følgende eksempel er medtaget med det formål at illustrere dette forhold og som inspiration til det fortsatte arbejde, der er påkrævet for at udvikle metoderne til brug ved levetidsanalyser. I Tabel 1 vises resultatet af en stikprøvemåling (stikprøveantal 10) af kloridindholdet på oversiden af en uisoleret betonbroplade. Overfladekloridindhold Beregnet Beregnet D Cs Gennemsnit pkt , , ,0625 Spredning 0, , , Gennemsnit uden pkt. 1 0, , , Spredning 0, , , Gennemsnit uden pkt ,245 0,367 15,6 Spredning 0,04 0,057 2,4 Tabel 1 Resultaterne af kloridmålinger på uisoleret brodæk på Bredahlvej Det ses, at spredningen på målingerne og de beregnede værdier for Cs og D er betydelig. Det ses desuden, at hvis punkt 1 og 6 opfattes som atypiske for måleserien (punkterne er placeret i rabatarealet) og udelades, ændres værdierne. De enkelte målinger er at opfatte som enkeltmålinger i en stikprøve, på baggrund af hvilken der kan opstilles en hypotese for forventningen til den faktiske kloridbelastning af hele pladen værdierne er ikke som enkeltværdier entydige udsagn. 2. Statistisk behandling af kloridmålinger I Tabel 2 er målingerne behandlet og de enkelte parametre i Fick s 2. lov beregnet under hensyntagen til spredningen i stikprøven. Den korrekte gennemsnitsværdi for målingerne vil kunne forventes at befinde sig inden for de viste konfidensintervaller. Forventningerne til den faktisk forekommende kloridbelastning samt den faktisk værdi for betonens diffusionskoefficient ses at variere betydeligt. Ved et signifikansniveau på 10 % (95 % konfidensintervallet) ses f.eks., at forventningerne til det faktisk forekommende kloridindhold i de yderste 20 mm af dæklaget varierer mellem 0,13 og 0,28 og de deraf beregnede værdier for C mellem 0,18 og 0,41 henholdsvis 11 og 31 for diffusionskoefficienten.

228 Dette giver en betydelig usikkerhed med hensyn til resultaterne generelt og med hensyn til, hvor stor vægt en enkelt måling kan tillægges. Den efterfølgende restlevetidsberegning vil derfor være behæftet med en tilsvarende usikkerhed. Denne usikkerhed (på C, D og den efterfølgende levetidsberegning) kan dog ikke vurderes på baggrund af de beregnede fraktilværdier i Tabel 2. Værdierne for C og D er korrelerede, og en korrekt beregning af usikkerheden kan kun foretages på grundlag af målte kloridprofiler, dvs. på baggrund af korrelerede værdier for C og D. Værdierne er derfor kun medtaget for at illustrere den afsmittende effekt, usikkerheden på selve målingerne har på de efterfølgende parameter- og levetidsberegninger. Variationen i målingerne kunne vise sig at være en betydende faktor i forbindelse med strategivalget, fordi variationen måske ikke alene udtrykker en statistisk spredning, men desuden indikerer en varierende påvirkning f.eks. på grund af: - variationer af den udspredte tøsaltmængde. - at pladens ujævnheder giver anledning til lokale lunkedannelser, hvor tøsaltpåvirkningen derfor er større. - variationer af betonkvaliteten. Usikkerhedsvurderingen indeholder derfor et aspekt med hensyn til, hvorvidt lokale forhold skal dominere et strategivalg, eller strategivalget skal baseres på de globale forhold. Dette er illustreret ved at se på konsekvenserne af at udelade målinger foretaget i rabatarealet. Udelades disse målinger af beregningerne, medfører det betydelige ændringer af opfattelsen af kloridbelastningen globalt udsagnene bliver mere entydige. Det noteres som ovenfor, at de beregnede værdier for C og D er meningsløse, da de ikke er beregnet på baggrund af målte kloridprofiler. Tabellen illustrerer således blot, at den faktiske variation, der måles og må forventes i forbindelse med kloridmåling, indebærer, at de efterfølgende parameterberegninger og dermed restlevetidsberegningerne er forbundet med usikkerhed af en ukendt størrelse. Kloridindhold Beregnet C Beregnet D Øvre Fraktil Nedre fraktil Øvre Fraktil Nedre fraktil Øvre fraktil Nedre fraktil 99 % konf int. 0, , , , , , % konf.int. 0, , , , , , % konf.int 0, , , , , , % konf.int 0, , , , , ,88428 Målinger i rabatarealet langs kantbjælken udeladt: 95 % konf.int. 0, , , , , , % konf.int. 0, , , , , ,209 Tabel 2 Forventningen til de faktisk forekommende værdier for kloridindhold, C og D, baseret på kloridprofilmåling

229 Bilag 9 Kommentarer om beregning af levetid for betonkonstruktioner v. Erik Stoklund Larsen, COWI I-Bilagsforsider.doc

230 Bilag 9 Kommentarer om beregning af levetid for betonkonstruktioner Erik Stoklund Larsen, Cowi

231 Indholdsfortegnelse 1 Indledning 2 2 Alkalikiselskadede konstruktioner Bestemmelse af potentiel risiko for alkalikiselreaktioner Alkalikiselreaktioners tidsforløb 2.3 Beregning af tidspunkt for initiering af skader Kloridintieret armeringskorrosion Indtrængning af klorider Kritisk kloridindhold Korrosion af armering i beton 9 4 Referencer 10 Indledning Nærværende notat har til formål at definere regler for beregning af (rest-) levetid af betonkonstruktioner udsat for forskellige nedbrydninger. De anvendte beregningsmodeller er måske ikke teoretiske korrekte men er udelukkende anvendt for at etablere et ensartet beregningsgrundlag ved gennemførelse af særeftersyn. Der henvises i øvrigt til vejreglen "Eftersyn af bygværker, nov. 1994". Notat er initieret af Vejdirektoratets rapport "Særeftersyn og restlevetidsvurdering af danske betonkonstruktioner". Notatet skal i øvrigt ses som et diskussionsoplæg. Figur 1. Eksempler på nedbrydning af vejbærende broer over jernbanen. Alle broerne er udført som buebroer udført i jernbeton. 2

232 Alkalikiselskadede konstruktioner Alkalikisel reaktioner kan ved fuldstændig udvikling resultere i voldsomme revnedannelser i betonen. Billedet til venstre er en kerne boret ud af bropladen på tunnelen ved Salpetermosevej ved Hillerød ved udskiftningen af bropladen i Broen der var bygget i 1977 havde gennem mange år lidt af svære revnedannelser med hvide fugtige udfældninger overalt på broundersiden. På grund af broens ringe udseende blev det besluttet at udskifte bropladen der blev skåret op i bjælker og demonteret. Bjælkerne blev kørt til Danmarks Tekniske Universitet for afprøvning. Resultaterne af fuldskalaforsøget viste, at der ikke var tegn på svækkelse af bæreevnen! Eksemplet viser, at det nøje skal overvejes før det besluttes at skifte en alkaliskadet konstruktionsdel. Der er da også herhjemme eksempler på flere broer hvor bropladen blot er omisoleret og der er etableret nye kantbjælker hvorved broen har kunnet fungere efterfølgende i mange år selv med en meget revnet broplade. Bestemmelse af potentiel risiko for alkalikiselreaktioner Petrografisk analyse af betonen er en sikker måde for bestemmelse af tilstedeværelsen af potentielle reaktive korn. Omfanget af reaktive korn kunne bestemmes ved anvendelse af punkttællinger. Denne metode er dog ikke almindelig anvendt og erfaringerne er begrænset. Såfremt indholdet af re- 3

233 aktive tilslag bestemmes må dette ikke være større end xx % for sikring mod skadelige AKR. Hvis der ikke kan konstateres skader og der er mistanke om risiko for alkalikiselskader gennemføres petrografisk undersøgelse af betonen. Konstateres reaktive korn i betonen kan der gennemføres måling af restekspansionen af betonen. Restekspansion måles på prøver eksponeret i en mættet saltvandsopløsning ved 50 C og i vand ved 20 C. Kriterierne for vurdering kan opstilles til følgende: 1 Hvis ekspansionen for såvel den saltlagrede som den vandlagrede beton er mindre end 0,5 efter 8 uger regnes restekspansionen at være forsvindende lille. 2 Hvis den saltlagrede beton udviser en ekspansion på over 0,5 efter 8 ugers lagring eller over 1 efter 20 ugers lagring kan dette betyde, at betonen indeholder reaktivt tilslag, som endnu ikke har reageret eller ikke er færdigreageret. Reaktionerne kan evt. ligge i dvale i konstruktionen pga. mangel på alkalier. 3 Hvis den vandlagrede kernehalvdel udviser ekspansioner på over 0.5 efter 8 ugers lagring eller over 1 efter 20 ugers lagring kan dette betyde, at reaktionerne er i gang, men at betonens fugtbelastning har været for lav til udvikling af videre ekspansion. Figur 2. Måling af restekspansion af beton udtaget fra Frederiksborgvejbroen (Bro ). Broen er omisoleret og skiftet kantbjælker i 1990/91 og det synes at være sikkert at vandtilførslen er stoppet for yderligere udvikling af AKR. Ekspansion (Promille) Ekspansion i saltvand ved 50 C Tid (uger) Uskadet 1991 Uskadet 1994 Uskadet 1997 Uskadet 2000 Skadet 1991 Skadet 1994 Skadet 1997 Skadet 2000 Alkalikiselreaktioners tidsforløb Skader på bygværker som følge af alkalikiselreaktioner (AKR) følger som regel følgende mønster: 1. Initieringsfase hvor fugt trænger ind i konstruktionsbetonen og etablere et tilpas miljø for de reaktive partikler (sand og sten) i betonen til at reagere med den alkali der måtte være til stede. Alkalierne kan også tilvejebringes ved den fugt der trænger ind i betonen, dvs. ved 4

234 alkalier i saltvand fra havmiljøet eller fra tøsaltning. I denne fase reagerer de reaktive partikler med alkalierne ved dannelse af den såkaldte alkalikiselgel. Principielt bindes der kemisk vand ved dannelse af gelen og herved kan selvudtørring opstå. 2. Udviklingsfase hvor skaderne udvikler sig og der dannes revner. Skaderne udvikles kun såfremt der er tilstrækkeligt med reaktive kron, alkalier og vand. 3. Hvilefasen hvor henholdsvis det reaktive tilslag er færdigreageret, alkalierne er opbrugt eller adgang for vand er standset. Dette betyder, at hvilefasen godt kan nås uden at alkalier og reaktivt materiale er opbrugt, simpelt hen ved at standse adgang af vand. Der skal her mindes om, at gelen der dannes ved reaktionen mellem alkalier og reaktiv kisel er hygroskopisk og vil derfor medvirke til at "suge" vand ind i konstruktionen for yderligere udvikling af AKR som følge. Det gælder således om, at stoppe tilførslen af vand til reaktionen. 5

235 Figur 3. Skitsering af alkalikiselreaktioners tidsforløb. Beregning af tidspunkt for initiering af skader Initieringen af alkalikiselskaderne sker ofte ved tilførsel af vand eksempelvis ved utætheder i fugtisoleringen, ved slagregn på bropladens sider og via kantbjælker, osv. Tiden for initiering af skaderne kan beregnes ved anvendelse af følgende formel t = F D O W l 2 Kl 2 hvor F O er Fouriertallet, D W er diffusionskoefficienten for vandindtrængning i betonen og l 2 er den karakteristiske dimension. 6

236 Det har vist sig, at K i praksis er i størrelsesordenen (år/m 2 ) og almindelig vis kan 30 år/m 2 anvendes i forbindelse med vejbroer herhjemme. Eksempel: En pladebro vil have bropladetykkelsen som karakteristisk dimension da det er forudsat, at broen er fugtisoleret og det netop er bropladesiden der kan udsættes for slagregn. Initieringstiden er således t = 30 x l 2 = 30 år/m 2 x (0,5 m) 2 = 8 år, det kan forventes, at skaderne vil forløbe fra brosiden og ind mod midten af konstruktionen. Broen ved Ølstykke (Bro ) er et eksempel på dette forhold hvor skaderne startede ca. 6 år efter opførelsen og viklede sig typisk fra brosiderne og ind i konstruktionen. I udviklingsfasen er det nødvendigt nøje at følge skaderne. I praksis har det vist sig, at denne fase kan have megen varierende længde. For slanke konstruktionselementer har udviklingstiden typisk en længde på år før skaderne er fuldt udviklede. Ved større massive konstruktioner er den betydeligt længere. Herhjemme er set udviklingsperioder på op mod år (jf. Oddesundbroen og Vilsundbroen). Figur 4. Udvikling i alkalikiselskader på Ølstykkebroen (Bro ). 7

237 Figur 5. Målinger geometriske målinger udført på Oddesundbroens klappille. Pillen havde meget store revnedannelser som følge af AKR og blev hovedistandsat i begyndelsen af 1990 erne. Tilsvarende billede er set for Vilsundbroens klappille der i øvrigt er udført af betonmaterialer fra samme grusgrav og leverandør, og opført få år senere end Oddesundbroen. Kloridintieret armeringskorrosion I betonens basiske miljø er armeringens overflade passiveret af et tyndt lag af ferrioxid. Tilstedeværelsen af kloridioner kan nedbryde dette lag hvorved der er mulighed for at armeringen kan ruste. Tilsvarende kan ferrioxidlaget nedbrydes såfremt ph sænkes i betonen hvilket er tilfældet ved karbonatisering. Almindeligvis karbonatiserer beton i danske brokonstruktioner overordentligt langsom hvorfor det normalt ikke regnes for at være noget holdbarhedsproblem. I det følgende skal der af den grund kun ses på kloridinitieret armeringskorrosion. Indtrængning af klorider Klorider trænger ind i beton ved kapillar sugning, migration og diffusion. Almindeligvis anvendes Fick s anden lov til beregning af diffusion af klorider ind i betonen: 8

238 C t 2 C = D 2 x hvor C er kloridkoncentrationen til tiden t som funktion af dybden x i betonen med en kloriddiffusionskoefficient D. Modellen forudsætter et materiale der er permeabelt og isotropt; at der ikke må ske kemisk reaktion mellem der permeable materiale og de diffunderende klorider; og at materialet ikke må ændre sine diffusionsegenskaber Løsning på fejlfunktionen med tiden eller med stofkoncentrationen, dvs. diffusionskoefficienten x 0 erf(x) 0,000 skal være konstant. Disse forudsætninger synes ikke at gæl- de for beton. 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 1,4 1,6 2,0 2,4 0,122 0,223 0,329 0,428 0,521 0,604 0,678 0,742 0,797 0,843 0,910 0,952 0,976 0,995 0,999 Flere forskellige løsninger er anvendt i tidens løb, bl.a. er udviklet modeller hvor diffusionskoefficienten regnes for tidsafhængig ligesom overfladekoncentrationen også ofte regnes. Her skal anbefales anvendt den mest simple løsning på Ficks anden lov, nemlig "fejlfunktionsløsningen": C x, t = C s 1 erf 2 x D t hvor C x,t er kloridkoncentrationen i afstanden x fra den eksponerede overflade til tiden t, C s er kloridkoncentrationen i betonoverfladen, C i er den initiale kloridkoncentration i betonen og erf er fejlfunktionen. Kritisk kloridindhold For initiering af armeringskorrosion skal kloriderne overskride et vist niveau, det såkaldte kritiske kloridindhold. Dette indhold afhænger af flere forhold, så som fugtindhold, betonens sammensætning, m.v. I denne sammenhæng anvendes følgende: Miljøforhold Konstruktioner udsat for tøsaltning Konstruktioner i havvand, plaskezonen Kritisk kloridindhold (% betonvægt) 0,05 0,1 Korrosion af armering i beton Armering i beton korroderer som følge af initiering fra klorider eller i karbonatisering ved tilstedeværelsen af fugt. Stål vurderes at ruste med 0,1 mm/år. 9

239 Som udgangspunkt skal armeringsstål skiftes ved 10 % reduktion i tværsnit. Referencer Anders Nielsen: "Alkalikiselreaktioners tidsforløb". Laboratoriet for Bygningsmaterialer, Danmarks Tekniske Højskole, Teknisk Rapport 164/86, Erik Stoklund Larsen: "Betonkonstruktioners levetid - et forprojekt". SBI-rapport 225, Statens Byggeforskningsinstitut, D.A. St. John; A. B. Poole og I. Sims: "Concrete Petrography - A handbook of investigative techniques". Arnold,

240

241 Bilag 10 Kommentarer om frostvurdering v. Bent Grelk, Rambøll I-Bilagsforsider.doc

242 Bilag 10 Kommentarer om frostvurdering Bent Grelk, Rambøll

243 RAMBØLL Bredevej 2 DK-2830 Virum Tlf: Direkte tlf: Fax: E-post: [email protected] Dato Revideret Initialer BNG/bng Sag - J.nr. - Til Carsten Henriksen, VD Fra BNG, FNJ, AKN Vurdering af frostrisiko i danske brobetoner Betons frostbestandighed skader generelt Som udgangspunkt vil der normalt kun kunne optræde frostskader i beton, dersom denne udsættes for frost-tø påvirkninger i vandmættet eller næsten vandmættet tilstand. 2

244 Frostskader i beton kan give sig til udtryk ved en eller en kombination af følgende skadebilleder: 1. Forvitring af pastaen i overfladen 2. Indre revnedannelser, typisk parallelt med overfladen 3. Frostspringere i overfladen (pga. frostfarlige tilslagskorn > 4 mm) Figur 1: Et typisk revnebillede for stærkt frostskadet beton i form af indre revnedannelser. Imidlertid er der en lang række forhold som har betydning for om en beton i praksis kan/vil kunne skades af frost-tø påvirkninger. De væsentlige forhold i den sammenhæng er en kombination af betonens (initiale) frostbestandighed (sammensætning og struktur) og de ydre forhold (eksponering), som betonens udsættes for. I det følgende gives en vurdering af de forhold, som må anses for de kritiske i denne sammenhæng. Betons frostbestandighed forhold som har betydning for frostbestandigheden - generelt Det fremgår af tidligere undersøgelser og erfaringer, at risikoen for frostskader i beton er nøje knyttet til følgende forhold (i tilfældig rækkefølge): 1. Betonens luftporestruktur (karakteriseret ved luftindhold, specifik overflade og afstandsfaktor). 2. Betonens kapillarporøsitet (v/c-forhold) niveau og homogenitet. 3. Betonens fugtbelastning (vandmætningsgrad). 4. Betonens evt. indhold af porøse flintesten (opal- og kalkopalflint). 5. Antallet og graden af frost-tø passager. 6. Betonens indhold af defekter (revner, luftindeslutninger mv.). 7. Betonens pulversammensætning. I det følgende et det forsøgt at vurdere betydningen af de ovennævnte parametre mht. deres evt. indvirkning på betonens frostbestandig eller risiko for frostskader. I forbindelse med udførelsen af særeftersyn anbefales, at man vurderer betonens potentielle frostbestandighed alene udfra de 4 førstnævnte af de ovennævnte punkter (fugtbelastning, kapillarporøsitet, luftporestruktur og indhold af frostfarlige korn), idet det skønnes, at de sidste tre punkter (5-7) er vanskelige at give en mere præcis kvantitativt vurdering af. 1. Betonens luftporestruktur Bestemmelse og vurdering af en hærdnet betons luftporestruktur kan kun ske ved destruktive metoder. Luftporefordelingen skal/bør foretages vha. automatisk luftporeanalyse på et min. ca. 80 x 80 mm stort planslib i henhold til TI-B4. 3

245 Luftporefordelingen er karakteriseret ved betonens totale luftindhold (minus luftporer > 2 mm), den specifikke overflade og afstandsfaktor. Figur 1 : Eksempel på præpareret planslib af luftindblandet beton med god luftporestruktur. I forbindelse med en vurdering af betonkonstruktioners frostbestandighed anbefales det at anvende følgende grænseværdier for vurderingen af betonens frostbestandighed i de udtagne betonkerner: Karakter frostbestandighed Betonens frostbestandighed 0 1 frostsikker rimelig frostsikker 2 betinget frostsikker 3 ikke frostsikker Luftindhold > < 2 (minus luft > 2 mm) (%) Specifik overflade (mm -1 ) < 20 Afstandsfaktor (mm) 0,20 0,25 0,25 > 0,25 Tabel 1: Luftporeparametre bestemt i henhold til TI-B 4. Det skal dog pointeres, at den ovennævnte udarbejdede karakterskala mht. betonens luftporestruktur i overvejende grad er baseret på erfaringer fra HETEK, BBB, nye undersøgelse af højkvalitetsbetoner fra uisolerede broer, Storebælt, tidligere særeftersyn samt Vejdirektoratets rapport (Betons holdbarhed, Rapport nr.2: Undersøgelse af udvalgte betonbroer). 2. Betonens kapillarporøsitet (v/c-forhold) niveau og homogenitet. En vigtig parameter for at kunne vurdere betonens aktuelle frostrisiko, uanset dens luftporestruktur er kendskabet den aktuelle betons kapillarporøsitet (v/c-forhold). En meget tæt beton (f.eks. v/c-forhold under ca. 0,40) er langt sværere at vandmætte end en mere porøs beton. Det betyder også, at det ikke i samme grad er kritisk, hvordan luftporestrukturen er i en tæt beton i modsætning til en porøs beton (alt andet lige). 4

246 I hvor høj grad det er muligt at vandmætte en beton er derfor meget beroende af dens kapillarporøsitet. NB: Det samme gør sig gældende mht. kloridindtrængning. Af erfaring ved man at betonens kapillarporøsitet har stor betydning for hvor hurtigt fugt og evt. klorider kan trænge ind i betonen. Fra litteraturen findes en lang række referencer der beskriver sammenhængen mellem betonens kapillarporøsitet (v/c-forhold) og dens kloriddiffusionsparametre. Det anbefales, at en vurdering af kapillarporøsitetens betydning i relation til en evt. risiko for frostskader i udendørs betonkonstruktioner f.eks. sker udfra nedenstående tabel/kriterier. Kapillarporøsitetens (v/c-forholdets) potentielle indvirkning på frostrisikoen Karakter Risiko 0 Lille 1 Beskeden 2 Stor 3 Meget stor Kapillarporøsitet v/c 0,40 0,40 <v/c 0,50 0,50 <v/c 0,60 > 0,60 (v/c-forhold) Tabel 2 : Skøn over kapillarporøsitetens indvirkning på frostrisikoen i moderat og aggressivt miljø. 3. Betonens fugtbelastning (vandindhold og vandmætningsgrad) Uanset betonsammensætning og kvalitet, så er det afgørende forhold mht. hvorvidt der vil kunne optræde frostskader i betonen, om betonen udsættes for frost-tø påvirkninger i vandmættet eller næsten vandmættet tilstand. I den forbindelse anbefales det, at en vurdering af fugtbelastningen betydning i relation til en evt. risiko for frostskader i udendørs betonkonstruktioner f.eks. sker udfra nedenstående tabel/kriterier. Fugtbelastning Karakter Risiko 0 Lille 1 Beskeden 2 Stor 3 Meget stor Vandindhold U o < >8 (%) Kapillær vandmætningsgrad < >95 1) (%) Tabel 3 : Skøn over fugtbelastning udtrykt ved vandindhold og vandmætningsgrad indvirkning på frostrisikoen i moderat og aggressivt miljø. 1) Hvorvidt man skal anvende enten (alm.) kapillær vandmætningsgrad, vakuum vandmætningsgrad eller trykvandmætningsgraden afhænger i høj grad af betonens kvalitet (tæthed og luftindhold- og fordeling). Erfaringsmæssigt ved man fra undersøgelser af højkvalitetsbetoner med lav kapillarporøsitet (f.eks. < 0,40), at sådanne betoner er uhyre vanskelige at vandmætte, hvorfor den eller de traditionelle metoder og procedurer til bestemmelsen af f.eks. 5

247 vandmætningsgraden normalt ikke er anvendelige til at give en tilstrækkelig nuanceret vurdering af den aktuelle fugtbelastning. (NB: en metodeudvikling for især højkvalitetsbetoner er ønskelig). 4. Tilslagets indhold af lette frostfarlige korn Danske tilslagsmaterialer kan indeholde et ikke uvæsentlig indhold af potentielt frostfarlige sten. De frostfarlige sten er karakteriseret ved typisk at have en lav densitet, normalt under 2400 (2300) kg/m 3, høj porøsitet samt en ekstremt fin porestruktur. Mængden af lette frostfarlige korn (> 4 mm) betydning på frostrisikoen Karakter Risiko 0 Lille 1 Beskeden 2 Stor 3 Meget stor Skadetype Ingen Enkelte til nogle frostspringere og risiko for revnedannelser En del frostspringere og mulighed for indre revnedannelser Mange frostspringere og betydelig risiko for indre revnedannelser Indhold af sten med en densitet < 2400 kg/m 3 (vægt-%) 0 (=knust granit) >10 Tabel 4 : Vurdering af indholdet af frostfarlige i relation til frostskader i beton i moderat og aggressivt miljø. Se i øvrigt bilag A. Samlet vurdering Hvad angår den aktuelle frostrisiko for en betonkonstruktion, så er det nødvendigt at kende følgende 4 parametre, hvis man ønsker en aktuel helhedsvurdering mht. risikoen for frostskader: 1. Fugtbelastning (fugtindhold og vandmætningsgrad) 2. Luftporestruktur (luftindhold, afstandsfaktor og specifik overflade) 3. Kapillarporøsitet (v/c-forhold) 4. Tilslagets indhold af lette frostfarlige sten (> 4 mm). Hvad angår de ovennævnte parametre, så må betonens aktuelle vandmætningsgrad anses som værende den (eneste) mest kritiske parameter mht. om der kan eller vil kunne forekomme frostskader i en betonkonstruktion (selvfølgelig under den forudsætning af, at betonen kan blive udsat for frost-tø passager af en vis størrelse og antal). Hvis der er en vis mængde frysbart vand til stede i betonen, så vil en helt vandmættet beton kunne skades af frost-tø påvirkninger, uanset dens luftporestruktur, kapillarporøsitet eller indhold af frostfarlige sten. Omvendt så vil en beton under normale omstændigheder ikke kunne skades af frostpåvirkninger, dersom den ikke er kritisk vandmættet, uanset hvilke værdier de andre tre nævnte parametre har. Det eneste og væsentlige problem mht. betonens vandmætningsgrad (og fugtbelastning i almindelighed) er, at den kan variere meget såvel over tid som hen over konstruktionen. F.eks. behø- 6

248 ver en betonkerne udtaget en varm og tør sommerdag ikke nødvendigvis (ofte tværtimod) at afspejle, hvor vandmættet denne beton er eller kan blive på de tidspunkter, hvor der forekommer frost-tø påvirkninger. Dette skal man tage hensyn til i sin vurdering af den aktuelle risiko for frostskader i en betonkonstruktion. I de fleste tilfælde er det nødvendigt at lave fugtprofiler henover eller tværs igennem et udsat/eksponeret konstruktionselement for at få et tilstrækkeligt nuanceret billede af fugtforholdene i betonen. Litteraturliste: [1] Preben Christensen: Sten og sand til beton, Beton-Teknik 1/05/1982 [2] Laugesen, P. m.fl.: Method for test of the Frost Resistance of High Performance Concrete State of the Art. HETEK report no. 55, [3] Laugesen, P. m.fl.: Method for test of the Frost Resistance of High Performance Concrete Supplementary research. HETEK report no. 86,

249 Bilag A. Bemærkninger: De frostfarlige korn har typisk meget fine porer i størrelsesorden Å. Derimod har de fleste kalksten typisk porer i størrelsesorden 500 til Å, mens cementpastaens porer er i størrelsesorden Å. Den samlede porøsitet udtrykt ved vandabsorptionen ligger normalt over 5 vægt-% på relativt homogene korn. Der er tale om porøs flint (kalkholdige og/eller kalkfrie opalflinter). På Sjælland, Fyn og Østjylland (dækket af isen under sidste istid) er så godt som alle de porøse flinter kalkholdige, med et kalkindhold på op til ca %, mens de i bl.a. Vestjylland (den del som ikke var dækket af isen under sidste istid) ofte er mere eller mindre kalkfrie. De frostfarlige porøse flintkorn er som sagt meget porøse, bløde (meget lette et ridse i med en kniv, idet de smuldrer) samtidigt med at de har en lav trækstyrke (sammenhængsstyrke). Grundet flintens meget fine porer, så lader den sig meget let vandmætte (NB: prøv f.eks. at sætte en tør opalflint til tungen: det virker som om den klæber til tungen, idet den opsuger (kapillarsugning) den tilstedeværende fugt på tungen). Da den porøse flint har porer, som er finere end cementpastaen, så sker der en vandmætning at sådanne flinter lang tid før cementpastaen når at vandmættes. Omvendt så vil kalksten med deres normalt meget grovere porer have meget svært ved at kunne vandmættes, idet dette typisk først vil ske, når f.eks. cementpastaen er vandmættet. Dette er en af (den væsentligste) forklaringerne på, at kalksten ikke er frostfarlige i praksis, til trods for, at de kan have en ikke ubetydelig samlet porøsitet. Porøs flint lader sig let identificere ved en petrografisk analyse f.eks. vha. af en simpel blåfarvningsmetode. (1 g metylblåt blandes i én liter 10% saltsyreopløsning: porøs flint farves blå, mens rene kalksten forbliver hvide). 8

250

251 Bilag 11 Kommentarer om fugtmåling v. Bent Grelk, Rambøll I-Bilagsforsider.doc

252 Bilag 11 Kommentarer om fugtmåling Bent Grelk, Rambøll

253 RAMBØLL Bredevej 2 DK-2830 Virum Tlf: Direkte tlf: Fax: E-post: [email protected] Dato Revideret - Initialer BNG/bng Sag - J.nr. Bilag_11_Tillæg til manual af 2003.doc Til Carsten Henriksen, Vejdirektoratet Fra BNG, FNJ, KKN, AKN, Rambøll Forslag til procedure for bestemmelse af fugtindhold og profiler på danske brobetoner omfattende såvel traditionelle brobetoner som de nyere højkvalitetsbetoner Formål Det er med dette forslag lagt op til, at fugtbestemmelser omfattende vandindhold og forskellige vandmætningsgrader udføres på en lidt anden måde, end hvad der som sædvane har været gjort 2

254 tidligere. Dette hænger bl.a. sammen med, at betonkvaliteten i vore broer er blevet forbedret betydeligt, herunder at de anvendte betoner er blevet væsentlige tættere overfor fugt. Baggrund Bestemmelse af hærdnet betons vandindhold og/eller kapillære vandmætningsgrad er tidligere foretaget efter TI-B 17 (87) og/eller TI-B 25 (83). TI-B 17 er udarbejdet til anvendelse på hærdnet beton, mens TI-B 25 er udarbejdet til porøse materialer, herunder tegl, gasbeton men også til beton. Imidlertid er principperne i de to metoder forskellige (bl.a. indgår en vacuummætning af prøveemnerne i TI-B 25), hvorfor det normalt ikke er muligt at sammenligne resultaterne fra de to metoder. De nævnte metoder har været nogenlunde velegnede til at vurdere datidens traditionelle betoner betoner, hvor v/c-forholdene typisk har været omkring 0,50-0,60 eller højere. Derimod har det vist sig, at disse metoder absolut ikke er brugbare, når der er tale om meget tætte betoner med lavt v/c-forhold med eller uden luftindblanding. De grundliggende problemer med disse metoder er især, at tiden hvorved prøveemnerne er neddykket i vand til (fuldstændig) kapillær vandmætning er alt for kort til at de kommer blot i nærheden af fuld vandmætning, ligesom den efterfølgende udtørringstid ligeledes har vist sig at være helt utilstrækkelig. I begge metoder angives det, at opsugningen henholdsvis udtørringen skal ske indtil vægtkonstant, hvilket i metoderne defineres som: når vægtforskellen på to på hinanden efterfølgende vejninger med 24 timers mellemrum ikke overstiger 0,1 % (TI-B 17) eller 0,2 g (TI-B 25). I forbindelse med frostundersøgelserne i HETEK-projektet gik man over til anvendelsen af alternative procedurer [HETEK report no. 86], herunder efterfølgende at vakuumvandmætte betonerne i 24 timer, efter at der var foretaget en normal opsugning i 24 timer. Senere [HETEK, report no. 93] gik man over til at bestemme det såkaldte Pore protection ratio [Vuorinen, 1984]. Ved sidstnævnte fremgangsmåde bestemmer man den kapillære vandmætningsgrad på emnerne efter ca. 400 timers neddykning i vand. Derpå foretager man en trykvandmætning af betonen, ved at påsætte et tryk på 15 MPa i 24 timer. Vores erfaring viser, at tiden hvor prøveemnerne ligger til kapillær opsugning er (alt) for kort, idet højkvalitetsbetonerne ofte er så tætte, at opsugningshastigheden (opsuget væskemængde) er så langsom, at kriteriet for vægtkonstant (max. vægtforskel på to på hinanden efterfølgende vejninger ikke overstiger 0,1 vægt-%) typisk opnås allerede efter 2 døgn). I en beton med lavt v/c-forhold (under ca. 0,40) vil der ske en selvudtørring af betonen. Desuden har sådanne betoner heller ikke noget sammenhængende kapillarporesystem, hvorfor vandtransporten ind i betonen primært foregår i gelporerne, hvilket sker meget langsomt, dog under forudsætning af, at betonen ikke indeholder et væsentligt revneomfang. 3

255 Forslag til ny procedure for bestemmelse af vandindhold og vandmætningsgrader På baggrund af de indhøstede erfaringer fra undersøgelse af såvel ældre brobetoner som nyere højkvalitetsbetoner, vil vi derfor foreslå følgende procedurer til fastlæggelse af fugtindhold og andre fugtparametre: Definitioner: U o = Vandindhold (%) U max = Maksimalt vandindhold (%) S kap = Kapillær vandmætningsgrad (S kap ) S tryk = Trykvandmætningsgrad (S tryk ) P r = Porebeskyttelsesforholdet Vandindholdet: Vandindholdet defineres som vægttabet af en betonprøve, der tørres ved 105 o C indtil vægtkonstant, udtrykt i procent af materialets vægt efter tørring. Maksimalt vandindhold: Det maksimale vandindhold defineres som den maksimale mængde vand, som betonprøven kan indeholde, udtrykt i procent af materialets vægt efter tørring. Ved tætte brobetoner, kan det maksimale vandindhold normalt kun bestemmes i forbindelse med trykvandmætning af prøven. Kapillær vandmætningsgrad: Den kapillære vandmætningsgrad defineres som vægttabet ved tørring ved 105 o C udtrykt i procent af den mængde vand, betonen kan indeholde. Det vil sige forholdet mellem betonen aktuelle fugtindhold og det fugtindhold, som betonen vil opnå, når den blev opfugtet i praksis vil sidstnævnte betyde, den fugtmængde, som betonprøven kan nå at opsuge på min. 400 timer. Trykvandmætningsgrad: Trykvandmætningsgrad defineres som vægttabet ved tørring ved 105 o C udtrykt i procent af den mængde vand, betonen kan indeholde. Det vil sige forholdet mellem betonen aktuelle fugtindhold og det fugtindhold, som betonen vil kunne opnå, når den blev opfugtet under tryk i de fleste tilfælde vil sidstnævnte i praksis svare til den maksimale fugtmængde, som betonprøven kan indeholde. NB: For højkvalitetsbetoner og luftindblandede betoner med højt luftindhold er dette dog ikke altid tilfældet. Porebeskyttelsesforholdet: Porebeskyttelsesforholdet er defineret som forholdet mellem det aktive (effektive) luftporevolumen i en kapillær vandmættet beton og betonens totale porevolumen. Formler: Vandindhold U o : U 0 = (m 0 -m tør )*100/m tør (%) Maksimalt vandindhold U max : U max = (m tryk -m tør )*100/m tør (%) Kapillær vandmætningsgrad S kap : S kap = (m 0 -m tør )*100/(m kap -m tør ) (%) Trykvandmætningsgrad S tryk : S tryk = (m 0 -m tør )*100/(m tryk -m tør ) (%) 4

256 Porebeskyttelsesforholdet P r : P r = (m tryk -m kap )/(m tryk -m tør ) Prøveudtagning Prøvningen kan foretages på betonkerner eller evt. af udhuggede betonstykker. Betonkernerne neddeles normalt med kædeklipper i skiver på mm s tykkelse. Evt. kan neddelingen også ske med diamantsavning, dersom der er tale om relativt tætte betoner uden væsentlige revnedannelser, f.eks. efter følgende fremgangsmåde: Neddeling af kernestykker Kernen kan neddeles med diamantsav i ca mm lige store skiver, jf. nedenstående skitse Umiddelbart efter skæringen aftørres skiverne let med en tør klud. Under skæringen beskyttes kernestykket med tætsiddende film og plastik for at beskytte mod såvel udtørring som opfugtning. Tidligere undersøgelse af tætte brobetoner har vist, at betonens fugtindhold ikke påvirkes i nævneværdig grad pga. kølevandet fra diamantsaven under udskæringerne, når ovenstående procedure anvendes. 5

257 Fremgangsmåde: Skiven vejes umiddelbart efter den er neddelt (m 0 ). Derpå anbringes skiven i et vandbad, således at vandstanden dækker hele prøven, dvs. helt neddykket, som indeholder demineraliseret kogt vand ved 20 o C ± 2 o C. Hvis prøven er skør/løs/revnet, så anbringes prøven i en skål til opsamling af eventuelle løse stykker. Efter (0), 1, 4, 24, 48 og 96 timer tages prøven op, tørres forsigtigt af med et hårdt opvredet viskestykke og vejes (m t ), hvorpå den igen anbringes i vandbeholderen. Dette skal gøres herefter indtil skiven har opnået konstant vægt (m kap ), men i praksis skal dette dog kun gøres i min. 400 timer, hvilket i mange tilfælde svarer til at vægtændringen mellem to på hinanden følgende vejninger med et interval på 24 timer er mindre end ca. 0,01-0,02 vægt-%. Vægten af prøven (m kap(400t) ) noteres. Derpå anbringes prøven (helt neddykket) i et vandbad med demineraliseret kogt vand, som er anbragt i et dertil indrettet trykkammer. Prøvekammeret påføres et tryk på 15 MPa i 24 timer. Prøven tages ud af trykkammeret, og tørres forsigtigt af med et hårdt opvredet viskestykke og vejes (m tryk ). Sidstnævnte skal ske inden for max. 10 min efter at prøven er taget ud af trykkammeret. Derpå udtørres skiven ved 105 o C ± 2 o C indtil vægtkonstant (m tør ). I praksis vil dette svare til, at vægttabet på to på hinanden følgende vejninger (med 24 timers interval) er mindre end 0,01-0,02 vægt-%. Under alle omstændigheder skal udtørringen som minimum vare 3 døgn. 6

258 Eksempel på resultatskema samt afbildning af delresultater: Bestemmelse af fugtprofiler i betonkerner Bro UF af frakørsel til L-vej 553, Højvangen Konstruktion/konstruktionsdel : Dæk (tunnel, ramme) Kerne 2 Udtaget i dækket (loftet) Dybde fra overfladen Prøve nr. (=underside af dækket) Vandindhold, U 0 Kapillær vandmætningsgrad S kap Tryk vandmætningsgrad S tryk (mm) (%) (%) (%) Porebeskyttelsesforholdet P r , , , , , , , , , , , , , , , ,21 Dato for udboring Dato for start på fugtmåling Dato for afslutning på fugtmåling Udført af : 12-jan MID Højvangen - Kerne 2 Kapillær vandmætningsgrad Dybde fra overfladen (mm)

259 Vejledning til regneark til brug for beregning af trafikantgeneomkostninger og opstilling af udbedringsstrategier Bilag 12 I-Bilagsforsider.doc

260 Vejledning til Vejdirektoratets regneark til beregning af trafikantgeneomkostninger og nutidsværdier for strategier 1. Generelt Om regnearksfilerne Inddatering Strategier Grunddata Strategier Oversigt Trafikantgeneomkostninger Generelt Uantagelige trafikantgeneomkostninger Regnearkets opbygning Omkostninger på grund af forsinkelse Vejtype Midterrabat Køresporsbredde Fri sidebredde Stigningskategori Procentdel uden overhalingsmulighed Hastighed i udgangssituationen Hastighed i den betragtede situation Strækningens længde Reduktionsfaktor for vejarbejde Omløbstid for signalregulering Trafikdata Alternative kapaciteter Trafikintensiteter Trafikøkonomiske enhedspriser Beregninger Trafikantgeneomkostninger Omkørsel Rapportering Vejdirektoratet, vejledning til regneark i forbindelse med særeftersyn, maj 2001 side 1/12

261 1. Generelt 1.1 Om regnearksfilerne 1. Generelt Denne vejledning beskriver brugen af to regneark der benyttes i forbindelse med udførelse og rapportering af særeftersyn for Vejdirektoratet. 1.1 Om regnearksfilerne Regnearkene er udviklet i Excel 97. Der er tale om følgende filer: VD_strategier_v1_0.xls (Opstilling af udbedringsstrategier) VD_trafikantgener_v2_0.xls (Beregning af trafikantgeneomkostninger) Start med at gemme regnearket under et nyt navn. Den udleverede fil er skrivebeskyttet, og rettelser kan derfor ikke gemmes under samme filnavn. De enkelte sider i regnearket er beskyttet så der kun kan skrives i de felter der er beregnet til input. 1.2 Inddatering Generelt er inputfelter lyseblå. Herudover er der nogle gule felter, hvori der efter behov kan indtastes data. Der kan være tale om overskriftsfelter hvor der kan indtastes en valgfri tekst, eller der kan være tale om felter der som udgangspunkt udfyldes automatisk af programmet. Programmets funktion er ikke afhængig af at der indtastes data i disse felter. Programmerne indeholder simple kontroller der skal mindske risikoen for brug af ugyldige data. Hvis der forsøges indtastet ugyldige data, kommer en fejlmeddelelse på skærmen. Disse kontroller er ikke udtømmende, og det er under alle omstændigheder op til brugeren at sikre sig at alle inddata er rigtige. I mange tilfælde vil der i resultatskemaer mm. forekomme fejlmeddelelser i stil med #VALUE! eller #DIV/0! så længe inddata ikke er komplette. Det er et udtryk for at der mangler data til beregningerne og skulle ordne sig automatisk efterhånden som man får udfyldt alle felter. I nogle tilfælde kan der optræde en meddelelse i rød skrift ved siden af inddataskemaet. Det er et tegn på at inddata ikke hænger rigtigt sammen. (Hvis man f.eks. i regnearket til beregning af trafikantgeneomkostninger har valgt vejtype "1-sporet dobbeltrettet vej med lysregulering" og ikke har indtastet omløbstid for signalreguleringen). Det er som oftest også blot et udtryk for at man ikke er færdig med at inddatere. Når man har markeret et inddatafelt, vises i de fleste tilfælde en tekstboks med en kort vejledning til udfyldelse af feltet. Tekstboksens placering på skærmen er ikke styret af det aktuelle datafelt, og man kan ofte opleve at den er i vejen. I så fald kan den blot flyttes: Peg på den med musen, hold venstre musetast nede og træk den til en position hvor den ikke forstyrrer. Generelt kan man flytte fra et inddatafelt til det næste ved at trykke på tabulatortasten, og man kan skifte til forrige inddatafelt ved at holde Shifttasten nede mens man trykker på tabulatortasten. Vejdirektoratet, vejledning til regneark i forbindelse med særeftersyn, maj 2001 side 2/12

262 2. Strategier 2.1 Grunddata 2. Strategier Dette regneark bruges til opstilling af økonomien i 3 alternative udbedringsstrategier for et bygværk. Regnearket indeholder følgende faneblade: Grunddata Strategi A Strategi B Strategi C Oversigt Her indtastes generelle oplysninger som bygværkets identifikation og generel beskrivelse af strategierne. Her indtastes udgifterne for strategi A, og de tilsvarende nutidsværdier kan aflæses. Her indtastes udgifterne for strategi B, og de tilsvarende nutidsværdier kan aflæses. Her indtastes udgifterne for strategi C, og de tilsvarende nutidsværdier kan aflæses. Her vises en oversigt over nutidsværdierne for de tre strategier, dels på tabelform, dels som graf Indholdet og brugen af de enkelte faneblade beskrives nærmere nedenfor. 2.1 Grunddata Under fanen Grunddata indtastes de oplysninger der er gældende for alle strategier. Disse data gentages automatisk på siderne med de enkelte strategier, så der er ingen grund til at udskrive denne side og sætte ind i eftersynsrapporten. Knappen slet alt sletter indholdet i alle inddatafelter på siden. Den benyttede diskonteringsrate er fastsat af Vejdirektoratet og kan ikke ændres af brugeren. 2.2 Strategier Under fanerne Strategi A, Strategi B og Strategi C indtastes udgifter for hver af strategierne. I den gule linie øverst kan indtastes en overskrift. Der skal indenfor den enkelte strategi være fuld parallelitet mellem den optimale og den udskudte løsning (med 5 års forskydning) med hensyn til de direkte udgifter (reparationsudgifterne). Hvis der ikke er denne parallelitet, gør programmet opmærksom på det med et mærke ud for pågældende år i den udskudte løsning. Den samlede nutidsværdi af henholdsvis den optimale løsning og den udskudte løsning beregnes og vises. Det forudsættes at disse strategiskemaer udskrives og sættes ind i eftersynsrapporten. Vejdirektoratet, vejledning til regneark i forbindelse med særeftersyn, maj 2001 side 3/12

263 2. Strategier 2.3 Oversigt Samtidig forudsættes at filen med det udfyldte skema afleveres til Vejdirektoratet sammen med eftersynsrapporten (på en diskette eller som attachment til en ). Filen bruges direkte som input til prioriteringsmodulet i Vejdirektoratets broforvaltningssystem DANBRO, og det er derfor afgørende at der afleveres en fil dannet med det udleverede program. Filnavnet skal entydigt identificere det involverede bygværk. 2.3 Oversigt Under fanen Oversigt vises nutidsværdierne for alle 3 strategier på tabelform og grafisk. Oversigtsskemaet og/eller grafen kan kopieres over i eftersynsrapporten eller indsættes som bilag. Vejdirektoratet, vejledning til regneark i forbindelse med særeftersyn, maj 2001 side 4/12

264 3. Trafikantgeneomkostninger 3.1 Generelt 3. Trafikantgeneomkostninger 3.1 Generelt Dette regneark benyttes til at beregne trafikantgeneomkostninger på grund af Utilstrækkelig kapacitet (typisk på grund af indsnævret vej) Nedsat hastighed Signalregulering Omkørsel Beregningerne af trafikantgeneomkostninger udføres separat for hver kørselsretning undtagen for omkørsel hvor man kan vælge at tage begge retninger med på en gang. Beregningerne af kapaciteter i de forskellige situationer er baseret på vejregelforslaget "Trafikteknik, Kapacitet og serviceniveau, juli 1999" med tilhørende hæfte Baggrund og dokumentation. For forklaringer og uddybning henvises til disse. De inddata der skal indtastes i regnearket, er de data der skal bruges for at beregne kapaciteterne i henhold til vejregelforslaget. Beregningen vedrørende omkørsel udføres for sig (se side 11). De øvrige situationer er integreret i samme beregningsark og kan i øvrigt kombineres. Når der regnes på fremtidige situationer, skal der tages højde for at trafikmængden ændrer sig med tiden. Da sammenhængen mellem trafikmængde og trafikantgeneomkostninger ikke er lineær, skal det gøres ved at trafikintensiteterne fremskrives til pågældende år og beregningerne gennemføres med den fremskrevne trafik. Der regnes med at trafikintensiteten vokser med en fast årlig tilvækst i 10 år hvorefter den ikke stiger mere. Dette er for at undgå den urealistiske situation at trafikken vokser med konstant årlig tilvækst i hele den betragtede periode, mens vejenes kapacitet ikke tilpasses den øgede trafik. I de fem år en strategi udskydes ved beregning af udskudte strategier, regnes dog under alle omstændigheder med den samme årlige stigning som i de første 10 år. Programmet er tilpasset netop denne trafikmodel, og ovennævnte beregninger af fremskrevne trafikintensiteter foretages automatisk i programmet (jf. punkt 3.4). Hastigheder indtastes altid som den maksimalt tilladte hastighed for personbiler. I beregningerne sørger programmet for at der aldrig regnes med højere hastigheder end 80 km/t for store køretøjer. (Strengt taget skulle der regnes med 70 km/t for lastbiler og 80 km/t for busser, men da fordelingen mellem lastbiler og busser ikke kendes, regnes med højst 80 km/t for alle store køretøjer) Uantagelige trafikantgeneomkostninger Hvis beregningen af trafikantgeneomkostninger resulterer i ventetider for det enkelte køretøj på over en halv time, eller hvis trafikantgeneomkostningerne bliver højere end reparationsudgifterne for det betragtede reparationsarbejde, skal forholdene bedømmes nærmere. I første omgang skal man undersøge om en ændret tilrettelæggelse af arbejdet eller en anden trafikafvikling kan løse problemerne. Hvis dette ikke umiddel- Vejdirektoratet, vejledning til regneark i forbindelse med særeftersyn, maj 2001 side 5/12

265 3. Trafikantgeneomkostninger 3.2 Omkostninger på grund af forsinkelse bart kan lade sig gøre, skal man kontakte Vejdirektoratet og aftale hvordan man skal forholde sig Regnearkets opbygning Regnearket indeholder følgende faneblade: Grunddata Her indtastes alle de data der danner grundlag for beregningerne bortset fra trafikintensiteter, der indtastes på fanebladet "Fremskrivning af trafik". Fremskrivning af trafik Trafikantgeneomkostninger Omkørsel (Beregninger) (Priser) Her beregnes de trafikintensiteter der skal bruges i beregningerne, ved fremskrivning af talte intensiteter til det aktuelle år. Herfra overføres intensiteter til "Grunddata". Her vises resultatet af beregningerne, der er udført på baggrund af data på fanebladet "Grunddata". Resultatet er de samlede beregnede trafikantgeneomkostninger pr. dag for den betragtede trafikretning. Samtidig kan aflæses den største beregnede forsinkelse der optræder for et enkelt køretøj. Dette faneblad indeholder såvel input som resultat for beregning af trafikantgeneomkostninger i forbindelse med omkørsel. Trafikøkonomiske enhedspriser skal dog være anført under "Grunddata". Dette faneblad er skjult for brugeren. Det indeholder beregningen af aktuel trafikkapacitet på baggrund af data på fanen Grunddata. Dette faneblad er skjult for brugeren. Det indeholder baggrunden for de trafikøkonomiske enhedspriser der er indsat som udgangsdata i det udleverede regneark. Indholdet og brugen af de enkelte faneblade beskrives nærmere nedenfor. 3.2 Omkostninger på grund af forsinkelse Forsinkelsen kan opstå på grund af for lille kapacitet, signalregulering, nedsat hastighed mv. Bemærk at beregningerne kun vedrører én trafikretning. Hvis der er forskel på de geometriske forhold eller trafikken i de to retninger, må man udføre beregningerne for hver retning for sig og addere de fundne omkostninger. Hvis der ikke er forskel på de to retninger, beregnes omkostningerne for den ene retning, og der ganges med 2. I nogle tilfælde er kapaciteten utilstrækkelig allerede i udgangssituationen. Der foretages derfor en beregning i denne situation, og eventuelle trafikantgeneomkostninger i udgangssituationen trækkes fra resultatet af beregningerne for den undersøgte situation. Oftest vil man dog komme ud for at trafikantgeneomkostningerne i disse tilfælde bliver uantageligt store, jf. afsnit Vejdirektoratet, vejledning til regneark i forbindelse med særeftersyn, maj 2001 side 6/12

266 3. Trafikantgeneomkostninger 3.2 Omkostninger på grund af forsinkelse Den kapacitet der beregnes i udgangssituationen (aflæses i resultatskemaet på fanebladet "Trafikantgeneomkostninger"), kan eventuelt indføres som "alternativ kapacitet" i kolonnen til højre på fanebladet "Grunddata". Her kan den bruges hvis man vil undersøge en situation hvor der er restriktioner i nogle af døgnets timer, men ikke alle (se afsnit side 9). Inddata indtastes under fanen "Grunddata" bortset fra trafikintensiteter der indtastes og bearbejdes under fanen "Fremskrivning af trafik" (se side 7 om trafikdata). Nogle datafelter er ikke aktuelle hvis der er tale om en 1-sporet dobbeltrettet vej. Disse felter er markeret med en * i skemaet. Nogle datafelter er kun aktuelle for 2- sporede veje. Dette er bemærket i overskriften til pågældende datafelter. Når man markerer et inddatafelt, kommer på skærmen en kort forklaring til pågældende data. Herunder følger enkelte supplerende bemærkninger Vejtype Der kan kun vælges mellem de forud definerede typer (når man markerer feltet, kommer en lille pil, som man klikker på for at få listen). Uanset at der kun regnes på den ene trafikretning, er det den samlede vejs type der er afgørende. I det tilfælde hvor den pågældende retning kører i ét spor der er fysisk adskilt fra modkørende (ved midterrabat, autoværn eller et arbejdsområde), vælges dog vejtypen "1-sporet ensrettet vej". Bemærk at der ofte vil være forskel på vejtypen i udgangssituationen og i den betragtede midlertidige situation. F.eks. kan udgangssituationen være firesporet vej (med midterrabat), mens den midlertidige situation er tosporet vej Midterrabat Her anføres med ja eller nej om vejen har midterrabat Køresporsbredde Der kan ikke registreres sporbredder mindre end 2,75 m eller større end 3,5 m. Hvis bredden er større end 3,5 m, skal den registreres som 3,5 m. Dog ikke for brede tosporede veje, hvor køresporsbredden altid sættes til 5,0 m Fri sidebredde Den fri sidebredde er den fri afstand fra kørebanekant til nærmeste faste genstand eller tilsvarende forhindring (eksempelvis bropille, mast, gelænder, høj kantsten, dyb grøft) som af trafikanterne opfattes som farlig at på- eller overkøre, og som de derfor holder afstand til. Hvis afstanden er mindre end 1,8 m, påvirker det vejens trafikkapacitet. Større værdier registreres som 1,8 m. Det kan antages at autoværn af sædvanlig type ikke påvirker trafikken, og der korrigeres derfor ikke for afstanden til sådanne Stigningskategori Normalt kan det antages at der er tale om stigningskategori 1. Hvis der er tale om stejle og/eller lange stigninger, kan en højere kategori være aktuel. I nedenstående figur Vejdirektoratet, vejledning til regneark i forbindelse med særeftersyn, maj 2001 side 7/12

267 3. Trafikantgeneomkostninger 3.2 Omkostninger på grund af forsinkelse 3.1 fra vejregelforslaget kan stigningskategorien aflæses som funktion af stigning og stigningslængde Procentdel uden overhalingsmulighed Her anføres på hvor stor en del af den betragtede strækning det ikke er muligt at overhale (fordi det er umuligt eller ikke tilladt). Angives i hele 20%, dvs. 0, 20, 40, 60, 80 eller 100. (Vil ofte være 100 ved vej/broarbejder) Hastighed i udgangssituationen Her anføres den maksimalt tilladte hastighed for personbiler i udgangssituationen, dvs. før der foretages indgreb. Programmet tager selv højde for at store køretøjer aldrig formodes at køre hurtigere end 80 km/t Hastighed i den betragtede situation Her anføres den maksimalt tilladte hastighed for personbiler i den midlertidige situation der undersøges. Programmet tager selv højde for at store køretøjer aldrig formodes at køre hurtigere end 80 km/t. Bemærk at når man undersøger om der er kapacitetsproblemer i udgangssituationen, skal der her anføres samme hastighed som i udgangssituationen Strækningens længde Her anføres længden af den strækning hvor der er restriktioner for trafikken (nedsat hastighed/indsnævring/forlægning af kørespor). Den berørte længde kan for de almindeligste situationer ses i vejreglen for afmærkning af vejarbejder. I de tilfælde hvor hastigheden nedtrappes, indsættes længden med den laveste hastighed. Ved overledning gennem midterrabatten kan placeringen af eksisterende gennemkørselsåbninger have indflydelse på fastlæggelse af den berørte længde. Men normalt forudsættes at der etableres nye midlertidige gennemkørsler til den aktuelle omlægning. Når man undersøger udgangssituationen, indsættes samme længde som den der bruges i den midlertidige situation. Vejdirektoratet, vejledning til regneark i forbindelse med særeftersyn, maj 2001 side 8/12

268 3. Trafikantgeneomkostninger 3.3 Trafikdata Reduktionsfaktor for vejarbejde Denne reduktionsfaktor udtrykker at kapaciteten af en vejstrækning gennem eller forbi et arbejdsområde kan være lavere end hvad der gælder for en tilsvarende fri strækning med samme karakteristika (dvs. samme antal spor, bredde, fri sidebredde, hastighed osv.). Faktoren kan ifølge vejregelforslaget antage værdier mellem 0,7 og 1,0. Typiske årsager til at sætte faktoren til et lavere tal end 1,0 er overledning af trafikken gennem midterrabat, arbejdskørsel på vejen, af- og pålæsning af materialer og forventning om at trafikanterne vil blive distraheret af at se på arbejdet. For at sikre en ensartet vurdering kan der i programmet kun vælges mellem faktorerne 0,8 og 1,0. Når man undersøger udgangssituationen, er faktoren altid 1, Omløbstid for signalregulering Hvis vejtypen er "1-sporet dobbeltrettet vej med lysregulering", skal man angive omløbstiden for signalanlægget, dvs. den samlede tid i sekunder fra der bliver grønt for den ene trafikretning til der næste gang igen bliver grønt for samme retning. Programmet beregner den nødvendige rømningstid ud fra den angivne hastighed og strækningens længde og giver en advarsel hvis den angivne omløbstid er mindre end to gange rømningstiden (en i hver retning). Programmet beregner derefter grøntiden (for én retning) som det halve af omløbstiden minus to gange rømningstiden. Når omløbstiden skal fastsættes, skal man være opmærksom på at såvel kapaciteten som trafikantgeneomkostningerne afhænger af den valgte omløbstid. Generelt giver højere omløbstider større trafikkapacitet, men også højere gennemsnitlige ventetider og dermed større trafikantgeneomkostninger. Man må prøve sig frem, til man har fundet den omløbstid der giver de laveste samlede trafikantgeneomkostninger. 3.3 Trafikdata Generelt leverer Vejdirektoratet de fornødne trafikdata til beregningerne på det enkelte brosted. Bemærk at det kan være relevant at foretage separate beregninger for forskellige tidsrum (hverdags-/weekend-/ferietrafik) når man skal finde frem til den arbejdstilrettelæggelse der giver de laveste samlede omkostninger. Trafikintensiteter indtastes på fanen Fremskrivning af trafik, hvor de fremskrives til det aktuelle årstal. De fremskrevne intensiteter overføres herfra til fanen Grunddata (se afsnit 3.4). Øvrige trafikdata indtastes på fanen Grunddata I de gule felter under trafikdata (på fanen Grunddata ) kopieres som udgangspunkt de data der inddateres i øverste linie. Data i disse gule felter kan dog overskrives, hvis man har den nøjagtige fordeling over døgnet. Herved ødelægges formlerne der sørger for den automatiske kopiering, men de kan gendannes ved at klikke på knappen "Gendan kopiering, trafikdata" til højre for skemaet Alternative kapaciteter I en separat kolonne til højre for trafikdataskemaet (på fanen Grunddata ) kan man for hver time indtaste en alternativ kapacitet, der kan indgå i beregningerne af trafi- Vejdirektoratet, vejledning til regneark i forbindelse med særeftersyn, maj 2001 side 9/12

269 3. Trafikantgeneomkostninger 3.4 Trafikintensiteter kantgeneomkostninger i stedet for den beregnede kapacitet (den kapacitet der indtastes i time 1, kopieres som udgangspunkt til de øvrige timer. Disse tal kan overskrives i tilfælde af at man ikke har samme kapacitet i alle døgnets timer. Den automatiske kopiering genskabes ved at klikke på knappen Gendan kopiering, alternative kapaciteter ). I de timer hvor man har markeret ( ) i feltet til venstre, indgår den indtastede alternative kapacitet i beregningerne i stedet for den beregnede kapacitet. Alle timer kan markeres på en gang ved at klikke på knappen v (over afkrydsningsfelterne), og markeringen kan fjernes fra alle timer på en gang ved at klikke på knappen. 3.4 Trafikintensiteter Trafikintensiteter i døgnets 24 timer indtastes under fanebladet "Fremskrivning af trafik". Her kan man under Opgivet trafikintensitet indtaste det årstal tællingerne er foretaget, og de målte intensiteter time for time. Under Fremskrevet trafikintensitet anføres det årstal der skal regnes på. Herunder beregner programmet time for time den fremskrevne intensitet på baggrund af de opgivne intensiteter samt den indtastede årlige stigning i procent. Programmet foretager automatisk en begrænsning af stigningen til 10 år efter det indtastede eftersynsår, hvorefter den regnes konstant. I kolonnen til højre på siden, 5 års udskydelse med fuld trafikstigning er beregnet intensiteter for den udskudte løsning, fundet ved 5 års fremskrivning med den indtastede stigningsprocent i forhold til Fremskrevet trafikintensitet, uanset om man har passeret de 10 år. Disse intensiteter bruges ved beregning af trafikantgeneomkostninger for den udskudte strategi. Når man klikker på knappen "Overfør fremskrevne intensiteter til grunddata", bliver de beregnede intensiteter under "Fremskrevet intensitet" kopieret til kolonnen "Trafikintensitet" på fanebladet "Grunddata", og samtidig bliver årstallet overført sammen med bemærkningen "Genereret ved fremskrivning af trafik" som en oplysning i skemaet "Trafikdata". Samme oplysninger bliver overført til resultatskemaet. Når man klikker på knappen "Overfør intensiteter for udskudt løsning til grunddata", bliver de beregnede intensiteter under 5 års udskydelse med fuld trafikstigning tilsvarende kopieret til "Grunddata" sammen med det udskudte årstal og bemærkningen "Genereret som udskudt løsning". Nederst på fanebladet "Fremskrivning af trafik" kan man ved afkrydsning bestemme hvor man vil befinde sig efter at have overført data ved hjælp af ovennævnte knapper (blive på samme side, gå til grunddata eller gå til resultatskema). Det valg man har truffet, gælder til man vælger noget andet. 3.5 Trafikøkonomiske enhedspriser Vejdirektoratet leverer de priser der skal bruges i beregningerne. Ved udlevering af programmet i 2001 er i skemaet anført de priser der regnes at gælde i Disse priser er fundet ved fremskrivning af de senest offentliggjorte enheds- Vejdirektoratet, vejledning til regneark i forbindelse med særeftersyn, maj 2001 side 10/12

270 3. Trafikantgeneomkostninger 3.6 Beregninger priser fra 1997, fremskrevet med forbrugerprisindekset til (De detaljerede beregninger kan findes på fanebladet "Priser". Dette faneblad er normalt skjult, men kan fremkaldes ved i Excelmenuen at vælge Format Sheet Unhide, klikke på "Priser" og klikke på knappen OK.) 3.6 Beregninger "No user serviceable parts inside" Beregninger af kapaciteter mv. sker på fanebladet "Beregninger". Dette faneblad er normalt skjult, men kan fremkaldes ved i Excelmenuen at vælge Format Sheet Unhide, klikke på "Beregninger" og klikke på knappen OK.) Hvis man får umiddelbart uforklarlige resultater, kan man muligvis finde en forklaring ved at se i beregningerne, men ellers er det ikke meningen at brugeren skal bekymre sig om dem. Beregningerne knytter sig tæt til vejregelforslaget. 3.7 Trafikantgeneomkostninger Under denne fane findes det samlede resultatskema, der indeholder beregning af forsinkelser på grund af for lille kapacitet, ventetid for rødt lys i tilfælde af signalregulering og nedsat hastighed med tilhørende trafikantgeneomkostninger. Det samlede resultat er den daglige trafikantgeneomkostning i den pågældende retning. Samtidig vises den største beregnede forsinkelse som et enkelt køretøj bliver udsat for. Hvis der er benyttet alternative kapaciteter (jf. afsnit side 9), er det markeret med en * ud for kapaciteten i de pågældende timer. 3.8 Omkørsel Under fanen "Grunddata" skal de trafikøkonomiske enhedspriser være inddateret. Øvrige data indtastes under fanen "Omkørsel". (Antal køretøjer samt lastbilprocenter kan hentes fra "Grunddata" ved at klikke på knappen "Hent antal køretøjer og lastbilprocenter fra grunddata". Man skal være opmærksom på at det antal køretøjer der overføres, er summen af intensiteterne i kolonnen "trafikintensitet", som kun indeholder tal for den ene trafikretning) Uanset hvad der er indtastet, regner programmet med at store køretøjer (lastbiler og busser) aldrig kører hurtigere end 80 km/t. Programmet forudsætter at såvel den oprindelige rute som omkørselsruten har den fornødne kapacitet til at afvikle trafikken uden kødannelser. Hvis dette ikke er tilfældet, skal trafikantgeneomkostningerne som følge af for lille kapacitet beregnes separat med programmet hertil. Vejdirektoratet, vejledning til regneark i forbindelse med særeftersyn, maj 2001 side 11/12

271 3. Trafikantgeneomkostninger 3.9 Rapportering 3.9 Rapportering Siderne Grunddata, Trafikantgeneomkostninger (og Omkørsel hvis dette er relevant) udskrives og indsættes i eftersynsrapporten. Hvis der er foretaget flere beregninger med samme vejdata og samme lastbilprocenter, indsættes kun én side med grunddata, idet øvrige data fremgår af resultatskemaet. I mange tilfælde vil der med fordel kunne udarbejdes et oversigtsskema med resultater af alle beregninger der vedrører samme bygværk eller samme strategi. Vejdirektoratet, vejledning til regneark i forbindelse med særeftersyn, maj 2001 side 12/12