FUGTISOLERING AF BETONBROER MED

Transkript

1 REBET STOCKHOLM FUGTISOLERING AF BETONBROER MED BITUMENPLADER. DANSKE ERFARINGER MED LEVETIDER OG REPARATION ULRIK SLOTH ANDERSEN (ULSA@RAMBOLL.DK) RAMBØLL DANMARK. BROVEDLIGEHOLD.

2 AGENDA A. Lidt om særeftersyn B. Fugtisolering i DK. Typer og levetider C. Omisolering og forstækning D. Case med kombineret forstærkning og omisolering 2

3 MAINTENANCE MANAGEMENT FLOW Principal Inspection Inventory Routine Inspection Special Inspection Priority Ranking Rehabilitation Design Execution of Rehabilitation Routine Maintenance 3

4 SÆREFTERSYN Find årsager og omfang af skader Analyser skadesudviklingen (Bæreevneberegninger) Opstil 1-3 reparationsstrategier Prisoverslag inkl Trafikantgeneomkostninger Tekniske og økonomiske konsekvenser ved at udskyde en reparation 4

5 SÆREFTERSYN: FIND ÅRSAG OG OMFANG AF SKADERNE Den visuelle inspektion giver overblik og er udgangspunkt g for hypoteser omkring skadesårsager. Pace NDT undersøgelser giver viden om omfanget af skaderne: EKP (Half-Cell potential-mapping) Covermeter s MASH (Impulse response) m.fl. Destruktiv prøvning giver detaljeret viden om små arealer: Prøve opbrydninger, Kloridprøver, armeringskorrosion, Karbonatisering, analyser af borekerner Kombinationen giver det samlede billede Visual Non Destructive Testing Selected areas Details 5

6 TEST METODER BETON NDT-undersøgelser på stedet: EKP målinger (Half Cell Potential) Galvapulse (korrosions hastighed) Kloridindhold Karbonatisering s MASH (Impulse Response) Impact-Echo Geo radar RadarCovermeter, capo test, bond test Laboratorie analyser: Kloridindhold Fugt I beton Karbonatisering Betonkvalitet (mikrostruktur, v/c forhold, luftporer, revnestruktur m.v.) AKR (restreaktivitet m.v.) Etc. Termografi Revnevidde målinger 6

7 SÆREFTERSYN REPARATIONSSTRATEGIER Opstil reparationsstrategier, f. eks. A. Reparer synlige skader nu B. Lav en omfattende reparation og evt. forstærkning nu C. Lav kun sikkerhedsmæssige reparationer. Når sikkerheden er under kravet udskiftets broen For hver strategi: Estimer alle udgifter direkte og indirekte (trafikatgener) over de næste 50 år Beregn nutidsværdien (NPV) af udgifterne, pt. 5 % diskontering Den optimale strategi er den med den laveste nutidsværdi (NPV) 7

8 TRAFIKANTGENEOMKOSTNINGER Trafikantgeneomkostninger k t i beregnes altid for reparationer der påvirker trafikken. Typiske tilfælde: Nedsat kapacitet (Midlertidig indsnævring) Hastighedsnedsættelser Omkørsel ved total lukning af en bro 8

9 SÆREFTERSYN TRAFIKANTGENEOMKOSTNINGER Trafikantgeneudgifter ift er reelle omkostninger De betales bare af andre end broejeren Trafikantgeneudgifter er ofte med til at bestemme hvilken strategi der er optimal og dermed vælges 9

10 NUTIDSVÆRDI METODEN (NPV) Nutidsværdi di (NPV) metoden. 10

11 REPARATIONSPROJEKTER 11

12 REPARATIONSPROJEKTER Aldersfordeling af Vejdirektoratets broer fra

13 REPARATIONSPROJEKTER TYPER ISOLERING Typer af fugtisoleringer på vejbroer I Danmark. Mest anvendte: -Ca : Grunder, 2 lag bitumenplader med beskyttelsesbeton. Derover i nogle tilfælde gruslag og asfaltbelægning. Fra 1970 (Type I). -Fra ca (Type II): Grunder, 2 lag bitumenplader, beskyttelsesmembran. Derover drænlag ÅAB), Bærelag (ABM) samt slidlag (AB eller SMA). -Fra ca (Type III) Mastiksisolering. Under mastiksen ca. 3 cm damptryksudlignende lag. - Efter ca (Type Iva): Grunder (epoxy eller acryl), 2 lag polymerbitumplader. Derover drænlag (ÅAB), Bærelag (ABM) samt slidlag (AB eller SMA). 13

14 REPARATIONSPROJEKTER TYPER AF FUGTISOLERING Vejdirektoratets erfaringer med levetid af bitumenpladeisoleringer. Opsummering: (Type I): grunder, 2 lag bitumenplader med beskyttelsesbeton. Derover evt. Grusfyld samt brobelægning. Ca 40 år. (dog udskiftes slidlag ca. hvert 15. år). Problemer med at nedbrudt beskyttelsesbeton giver slaghuller. Type II (2 lag bitumenplader med beskyttelsmembran) samt drænlag ÅAB, Bærelag ABM og slidlag SMA: Ca 40 år. (dog udskiftes slidlag ca. hvert 15. år). Type III Mastix < 40 år. Type Iva (2 lag polymerbitumenplader) samt drænlag ÅAB, Bærelag ABM og slidlag SMA: Forventning : Ca 50 år. (dog udskiftes slidlag ca. hvert 15. år) 14

15 REPARATIONSPROJEKTER - AKR Mange danske broer fra ca til 1985 er meget følsomme for vandgennemsivninger på ga: g.a.: - Risiko for alkalikiesel reaktioner (AKR) - Frostfarlig beton -Klorider (gælder alle broer specielt dem med porøs og revnet beton) Alderen af de danske VD broer betyder at mange broer omisoleres i disse år 15

16 REPARATIONSPROJEKTER - AKR Rambøll har sammen med Vejdirektoratet udført en screening af alle mindre danske broer for at finde de AKR følsomme broer. : 16

17 PROJEKTERING AF OMISOLERING Omisolering med bitumenplader (Iva). De forskellige løsninger: 1) Hvis de eksisterende belægninger fylder ca. 120 mm: - Eksisterende belægning og isolering fjernes - Overfladen repareres, finfræses, grundes. - Bitumenplader påsvejes. - Belægningsarbejder 120 Bitmenpladeisolering og belægning Eksist. brodæk 17

18 PROJEKTERING AF OMISOLERING 2) Hvis de eksisterende belægninger fylder fra mm: - Eksisterende belægning fjernes - Overfladen repareres, oprettes med specialmørtel, grundes. Bitumenplader påsvejes. - Brobelægning 120 Bitumenpladeisolering og belægning Mørtelopretning etning Eksist. brodæk 18

19 PROJEKTERING AF OMISOLERING 3) Hvis de eksisterende belægning fylder over ca. 190 mm: - Eksisterende belægning fjernes - Overfladen fræses og repareres e es - Der ibores armering og udlægges armeringsnet (svind + evt. forstærkning) - Støbning. Derefter fugtisolering og belægning 120 Bitumenpladeisol. Og bel. Armeret beton Eksist. brodæk 19

20 OMISOLERING VIGTIGE DETALJER

21 OMISOLERING VIGTIGT MED GODT UNDERLAG Løsning 3. Påstøbning af armeret profileringslag inden isolering: Ru overflade (fræset flade) Iboret armering gennem støbeskel (Dimensioneres for aktuel forskyd- ningskraft som armeret støbeskel) Svindarmering, der kan anvendes til forstærkning 21

22 OMISOLERING KOMBINERET MED FORSTÆRKNING Muligheder for forstærkning i f.m. Omisolering: Bøjning: Løsning 3. Påstøbning af armeret profileringslag inden isolering Forskydning. Iboring af lodret armering : 22

23 PROJEKTERING AF OMISOLERING Bemærk i forbindelse med omisolering: Hvis ikke forstærkning for bøjning udføres sammen med omisolering vil det være dyrt at udføre forstærkningen efterfølgende! Hvis ikke forstærkning for forskydning udføres sammen med omisoleringen vil det ikke være muligt (for pladebroer) at forstærke de næste ca. 50 år uden at ødelægge fugtisoleringen!!! Overvej derfor altid om bæreevnen er tilstrækkelig før en omisolering i planlægges. l NB: Forstærkning kan ofte undgås/begrænset med avancerede bæreevnevurderinger. 23

24 REPARATIONSPROJEKTER - FIBERARMERING Tilsætning af ,6-0,9 kg polypropylene fibre per m3 beton kan reducere revnevidden betydeligt. Fibre: længde > 12 mm. Diameter ca. 18 μmm : Kantbjælke uden fibertilsætning Med 0,9 kg/m3 tilsat 24

25 REPARATION: RUSTFRI ARMERING I nogle tilfælde er der ikke plads til stort dæklag. I stedet kan rustfri armering overvejes. Rustfri armering er specielt anvendeligt ved agressivt miljø (Kantbjælker, brosøjler, piller i saltvand m.v.) v) Priseksempel 2007 Udskiftning af 150 m kantbjælker over MV: Excl. rustfri arm: 4,76 mio (alt inkl.). Inkl. rustfri arm: 4,84 mio (alt inkl.) Merpris ca. 1,6% 25

26 REPARATION: RUSTFRI ARMERING Progresso Pier (Yucatan Mexico) Inspektion (1999) af en 65 år gammel beton pier med rustfri armering 1937: Pier with stainless steel 1965: Pier with carbon steel 26

27 CASE. HOVEDISTANDSÆTTELSE AF MOTORVEJSBRO Cph. Særeftersyn: Begyndende d korrosion I den spændte armering Utæt og nedbrudt fugtisolering) Begrænset bæreevne, klasse 70 (t). Ønsket klasse 100 (t). 27

28 CASE. HOVEDISTANDSÆTTELSE AF MOTORVEJSBRO Særeftersyn: Tæring I den spændte armering Utæt fugtisolering Broklassen for lav - 70 (t) 28

29 CASE. HOVEDISTANDSÆTTELSE AF MOTORVEJSBRO Begyndende korrosion på den spændte armering 29

30 CASE. HOVEDISTANDSÆTTELSE AF MOTORVEJSBRO Design af reparationsforslag og forstærkning Eksist. Belægning og isolering: bitumenplader, grusfyld, asfaltbelægning samlet tykkelse på mm Ny isolering og brobelægning: 120 mm (bitumenpl, 25 ÅAB, 45 ABM, 45 SMA) Plads til armeret påstøbning (tykkelse mm) 30

31 CASE. HOVEDISTANDSÆTTELSE AF MOTORVEJSBRO Bæreevne. Før Efter suppplerende armering over understøtning Eftervisning momentkap. normal passage, klasse 100 i nordlige nødspor (ford.bredde 3,6m) 2500 Moment i længderetn. efter omfordeling, zone knm m Mu_pos Mu_neg G+bel Kl100_2D_3,6m fag_1 fag_2 Mkap_pos Mkap_neg 31

32 CASE. HOVEDISTANDSÆTTELSE AF MOTORVEJSBRO Støbning 32

33 CASE. HOVEDISTANDSÆTTELSE AF MOTORVEJSBRO Detfærdige resultat. 33

34 CASE. HOVEDISTANDSÆTTELSE AF MOTORVEJSBRO Resultat: Samlet pris: 9,5 mio. DKK Pris for forstærkning (klasse 70 til 100: DKK (0,5%) Polypropylene fibre I kantbjælker: Revnevidde under 0,2 mm! Pris for fibre: DKK (ca. 300 DKK per m3 beton) +0,1% af samlet pris. 34

35 REPARATIONSPROJEKTER KONKLUSIONER SAMMENFATNING: - Undersøg altid en bros bæreevne inden omisolering. i Forstærkning kan ofte gennemføres billigt og effektivt I fm. en omisolering. - Små detaljer giver stor effekt på det samlede resultat (fiberamering, rustfri armering m.v.) Udfordringer: En omisolering af en motorvejsbro på ca m2 varer ca. 5 måneder. I sommeren 2010 udskiftede VD en 220m lang motorvejsbro ved en spærring på 42 dage! 35

36 TAK FOR OPMÆRKSOMHEDEN Ulrik Sloth Andersen Rambøll Danmark. Brovedligehold