Vejforum 2002 Undgå dyr fugtisolering af betonbroer Brug latexmodificeret beton som slidlag/fugtisolering Indhold Indledning Økonomi på nye broer Økonomi ved ældre broer Teknisk bedømmelse Holdbarhed Udseende Jævnhed Friktion Afvanding Vedligehold Udførelse. Afslutning November 2002 Ved Sektionsingeniør Peter Overgaard, po@vej.fyns-amt.dk og Afdelingsingeniør Jens Kr Fonnesbech jkf@vej.fyns-amt.dk Fyns Amt, Vejvæsenet.
Indledning Rismarksvejsbroen, der udgør en vigtig del af Odenses overordnede vejnet, er blevet hoved repareret. Fugtisoleringen er fjernet (se figur 1) og broen har på både vejbaner og fortove fået latexmodificeret beton. Carl Bro var rådgivende ingeniør på opgaven og AARSLEFF var entreprenør. Broen er 196 m lang, 13 m bred og det lykkedes at opretholde personbilstrafik og buskørsel i hele reparationsperioden, som strakte sig fra juli til oktober 2002, i alt 90 dage. Ved traditionel udførelse ville det planmæssigt kunne udføres på 150 dage. Det var flot, især i betragtning af at konstruktionsbetonen under den daværende fugtisolering var meget dårligt. Mange steder blev armeringen frilagt i forbindelse med reparationen. Figur 1. Fugtisoleringen er fræset af på halvdelen af broen. Figur 2. Betonoverfladen er højtryksspulet og Figur 3 Nogle steder er der også skader på armeringen kommer tydelig frem mange steder. spændarmeringen. Hele forløbet har givet en lang opvisning i, at LMC (Latex Modified Concrete eller latexmodificeret beton) er den rigtige løsning, som afslutning af en overflade på en betonbro. At oplevelsen blev så positiv, skyldes ikke mindst et formidabelt godt samarbejde med såvel rådgiver, som entreprenør. Broen ligger nu med en overflade, som af den almindelige trafikant opfattes som en normal belægning. Det gælder både med hensyn til jævnhed, støj og udseende. Friktion og afvanding er også i orden. Holdbarheden forventer vi, efter grundige studier i USA, er den samme som for traditionel fugtisolering, men med den forskel, at en god traditionel fugtisolering, skal have slidlaget fornyet to eller tre gange indenfor levetiden. En god LMC har efter op til 25 års brug [3] og [5] samt (figur 4 og 5) ingen tegn på behov for fornyelse!
Figur 4 og 5 To broer i Virginia med LMC der har henholdsvis 17 og 25 år (årsdøgntrafik 30.000) på bagen. Økonomi på nye broer. Prisen for udførelse af 40 mm LMC er fra 1300 til 1500 kr/m², medens traditionel fugtisolering koster fra 3000 til 4000 kr/m² [1]. På nye betonbroer vil udgifterne til isolering og slidlag således mindst blive halveret ved brug af LMC. Dertil kommer, at driftsudgifterne reduceres voldsomt i fremtiden: Ingen langsgående bitumenfuger skal vedligeholdes! Intet slidlag der skal fornyes (se kommentar til [1] i [4])! Ingen dryprør, da der ikke er et mellemlag der skal afvandes! Ingen dyre undersøgelser, af om fugtisoleringen stadig er tæt, under belægningen! De sidste, men ikke uvæsentlige fordele på nye broer er: Konstruktionshøjden reduceres direkte med 40 til 60 mm! Broens egenvægt reduceres tilsvarende med 90 til 130 kg/m²! LMC kan ved dimensionering medregnes i konstruktionsbetonen. Økonomi ved ældre broer Der tænkes her på broer, som hidtil har haft traditionel fugtisolering. En del af de samme forhold, som ved nye broer er gældende og bliver derfor ikke gentaget. Der er dog en del nye ting der skal tages hensyn til. Reparationen af konstruktionsbetonen kan udføres hurtigt, helst kun med en højtryksspuling, der efterlader overfladen meget ujævn og parat til LMC. Kun ved grove skader, hvor armeringen frilægges kan der være behov for yderligere reparation. Af hensyn til jævnheden, skal det tilstræbes at LMC kun udlægges i ca 40 mm tykkelse plus ujævnhederne i konstruktionsbetonen. Dermed bliver der enten plads til at forstærke broen med et beton lag, eller også skal asfalten i broenderne tilpasses den reducerede højde. Reparationstiden og dermed trafikantomkostningerne kan reduceres kraftigt. Det skyldes, de reducerede krav til reparation af konstruktionsbetonen, samt naturligvis at udlægning og hærdning foregår hurtigt. En fordel for LMC er også, at den ikke er følsom overfor vejret. Fugtig vejr under udlægningen er ideel og udlægningen kan også gennemføres i tørt og varmt vejr.
Teknisk bedømmelse Holdbarhed I USA er metoden brugt i 30 år. Bl.a. i Virginia, hvor de praktiserer vintertjeneste med saltning, som minder meget om danske forhold [2]. I Virginia er man ikke i tvivl om at der altid skal bruges LMC. Under en studietur [3] havde Peter Overgaard et møde med en af statens broingeniører, Everett Mike Shelton, District, Structure & Bridge engineer, 87 Deacon Road, Fredericksburg, Virginia, som under ingen omstændigheder ville bruge andet på hans broer. To broer, en med 17 år på bagen og en med 25 år blev besigtiget på samme tur [3] og begge havde stadig fine LMC slidlag, hvilket stemmer meget fint med de observationer Jens kr fonnesbech tidligere på året gjorde under en studietur til staten Washington [5]. Her var det specielt en 26 år gammel bro, som var født med LMC, som imponerede. Men selvfølgelig er der også problemer med LMC, som der er det med traditionel udførelse, ved diletationsfuger eller vis underlaget ikke er behandlet ordentlig før udlægning af betonen. Figur 6 Revner på 17 år gammel bro ved dilatationsfugen, som vi i Danmark nok forlængst ville have repareret. Konklusionen er dog klar. Ingen af os har på studieturene observeret forhold der antyder, at holdbarheden for LMC er mindre end for traditionel udført fugtisolering! Udseende En bro med LMC, er ofte karakteristisk med tværriller i overfladen. For folk med kendskab til asfalt og beton, er det også tydeligt, at det er en betonoverflade. Billedet kan dog godt sløres en del, hvis der er benyttet mørke sten, som tilslag i betonen. Jævnhed Rigtigt udført minder jævnheden om et asfaltslidlag. Det kræver dog special udstyr, at opnå så god en jævnhed. Det er vores erfaring, at det er ikke godt nok med en bjælkevibrator! Og betonen skal blandes på stedet, så der er den fornødne tid til efterbehandling. Figur 7 Riller i LMC overflade på en 25 år gl bro. Bemærk at der ikke ses slid på broen. Friktion Bortset fra oplysninger om friktion fra USA, har vi i øjeblikket ingen målinger af friktionen. Det er dog fra observationer på de to broer, som er udført i Fyns amt, vor klare opfattelse, at friktionskravene er fuldt ud opfyldt. På samme måde forventes også, at vintertjenesten kan udføres med samme gode resultat, som på en bro med asfaltslidlag.
Afvanding Med de tværriller, som er dannet med en rive, fungerer afvandingen under regnvejr upåklagelig. Vedligehold En bro med latexmodificeret beton, som slidlag, kræver mindre vedligeholdelse end en bro med normal fugtisolering. Der er ingen langsgående fuger, som skal vedligeholdes og der støbes direkte ind mod dillatationsfuger. Slidlaget er utrolig nem at kontrollere. Først kan det gøres visuelt for revner. Der kan komme revner i forbindelse med udstøbningen, men det vil oftest være små svind revner, som kun rækker få millimeter ned under overfladen. Større revner kan ses senere, f.eks ved diletationsfuger, hvor det kan blive nødvendig at reparere. I USA var det tydeligt, at man lod revner og skader på belægningen blive større end vi traditionel ville gøre i Danmark. Når der var begyndende revner eller andre tegn på skader, trak man en kæde hen over området [3] [5], så kunne det, når broen var tør, tydeligt høres om der var delaminering. Hermed fås en nem, billig og effektiv kontrol af LMC lagets kvalitet. Udførelse. Processen er meget simpel. 1. Ved reparationer af gamle broer fjernes asfalt og fugtisolering. Derefter fræses det øverste lag beton, eller allerbedst det øverste beton fjernes med højtryksspuling. Når højtryksspuling anvendes hjælper spulingen til at fjerne løse partier af betonen. På Rismarkvejsbroen blev armeringen nogle steder ligefrem frilagt, se figur 2. Spulingen giver desuden en meget ujævn betonoverflade, som er ideel at støbe på. 2. Der støbes LMC i evt. dybe partier i betonen, eller omkring frilagt armering, se figur 3. Denne reparationsstøbning gennemføres kun i meget begrænset omfang. 3. Den rengjorte overflade vandes og afdækkes. Afdækningen foretages bl.a. for at betonblanderen kan køre frem til betonudlæggeren uden at snavse overfladen til, figur 8. Figur 8 Overfladen afdækkes, både før og efter udstøbning af LMC Figur 9 Der svummes ved at koste mørtel fra støbefronten ud på underlaget.
4. Overfladen svummes med LMC umiddelbart foran betonudlæggeren. I praksis kostes overfladen med noget af det tynde LMC, som altid løber foran støbefronten, figur 9. 5. Der udstøbes ca 40 mm tyk dæklag af LMC, som vibreres og glittes i en kontinuert arbejdsgang, figur 10. Figur 10 Udstøbningsmaskinen i funktion. 6. Med en rive laves de karakteristiske tværriller. 7. Der afdækkes med fugtig (ikke våd) sækkelærred. 8. Sækkelærredet afdækkes med plasticfolie. Hvis der er behov for partielle reparationer på ældre LMC broer, 1m² eller lignende kan de udføres med rapid latecmodificeret beton (RLMC). I så fald kan arbejdsgangen se således ud: Kl 23.00 Vejafsnittet spæres, og der fræses partielt. Kl 24.00 Kl 1.00 Fræsehullet rengøres og inspiceres. Fræsehullet fyldes med RLMC, vibreres, rettes af, rives og dækkes af. (Kl 1.15 Støbning fortsættes i næste hul. Pot life for RLMC er kun 15 minutter). Kl 4.15 Første hul er klar til trafikken.
Afslutning Fremtiden er LMC. Vi må lære at acceptere, at der er ren beton på vore broer. Fordelene er så store, at alt andet vil være en hån mod de danske skatteydere. Vi må acceptere, at vi skal bruge recept og udførelsesmetode, som vi har set det udført i USA. Det forudsætter brug af mobil betonblander på stedet og brug af avanceret udstyr til støbning. Når vi så mestrer denne metode, kan vi begynde at eksperimentere med at forbedre og billiggøre metoden. Ikke før!
[1] Accelererede belægnings- og fugtisoleringsarbejder på broer, af ingeniør Anette Berrig, teknologisk institut m.fl.. Dansk Vejtidskrift 1-2002. [2] Visioner på og efter sne og is symposiet i Virginia, af afdelingsingeniør Jens Kr Fonnesbech, Fyns amt. Dansk Vejtidskrift 10-2000. [3] Studietur til USA, af sektionsingeniør Peter Overgaard, Fyns amt. Dansk Vejtidskrift 2-2002. [4] Latexmodificeret beton på broer (kommentar), af afdelingsingeniør Jens Kr Fonnesbech, Fyns amt. Dansk Vejtidskrift 2-2002. [5] Vintertjeneste og brovedligeholdelse, Studietur til BC Canada og staten Washington, af afdelingsingeniør Jens Kr Fonnesbech, Fyns amt. Dansk Vejtidskrift 10-2001.