Zpětný pohled na izolační systémy a mostní vozovky navrhované a realizované v posledních 25 letech

1. ÚVOD

Na řadě mostů navržené a provedené izolační systémy slouží i v dálničním provozu již  20 až 25 let a ojediněle i 30 let a to je životnost izolačních systémů, s kterou jsme před řadou let nesměle uvažovali.  Předmětem hodnocení nejsou mostní vozovky, kde ochranná vrstva byla navrhována z cementových nebo betonových mazanin.
Za uplynulých 25 let se v navrhování, provádění, materiálových možnostech a technologiích mostních izolačních systému hodně změnilo. Změnily se podstatně i technické požadavky definované v technických předpisech a normách. Zdá se ovšem, že se nějak zvlášť nezměnil přístup státu prostřednictvím správců v důslednějším plánování oprav a celkovém přístupu k odstranění vad v případech, kdy izolační systém nebo jeho i nepatrná část neplní svou funkci. Je zajímavé, že pokud nám na vlastním domku vítr ze střechy shodí  jedinou tašku nebo hřebenáč víme, co máme dělat, oprava nesnese odklad, důsledky by byly při liknavém postupu nesrovnatelně vyšší než oprava. U mostů nám to z nějakého důvodu nevadí a vadit začne až tehdy, kdy se s konstrukcí, která byla v důsledku několikaletého pronikání vody s chloridy, již nedá moc dělat nebo oprava a životnost konstrukce je problematická a cenově  mnohem nákladnější.

2. ZÁKLADNÍ PODMÍNKY PRO FUNKČNÍ IZOLAČNÍ SYSTÉM
     
Izolační systém mostních vozovek je bezesporu významnou součástí mostního svršku, má významné postavení pokud jde o spolehlivé a trvalé zabezpečení ochranné funkce nosné konstrukce. Jeho spolehlivá funkce je závislá na více faktorech. Jde o následující faktory:
a) Technické předpisy, materiálové a konstrukční požadavky a filozofie návrhu izolačního systému. Zde došlo k podstatným změnám, zejména vydáním ČSN 73 62 42 (např. celoplošný izolační systém a definování jednotlivých požadavků na jeho součástí, jednoznačné požadavky na mostovku)  a  vzorových listu (VL).
b) Konkrétní projektové řešení izolačního systému s přihlédnutím ke konstrukci mostu, dopravnímu a klimatickému zatížení, řešení vazeb na různé detaily odvodnění a mostní dilatační závěry, uspořádání  a kotvení říms a svodidel apod. V tomto případě je často až neuvěřitelně rozmanitá tvůrčí činnost projektantů a libovolný přístup k respektování řady vzorových detailů. Větší míra unifikace by byla ku prospěchu i s ohledem na to, že dává předpoklad pro lepší profesionální osvojení různých detailů.
c) Technologie a materiálové možnosti jsou na můj vkus až příliš rozsáhlé. Je schváleno neuvěřitelné množství izolačních systémů, ale často není zvládnuta nebo dodržována technologie provádění, zejména se často nedostatečně respektují klimatické podmínky. Až příliš je roztříštěna zodpovědnost  a koordinace prací pro konkrétní mostní objekt. Dosud, až na významnější mostní objekty, není zvládnuto dodržování  projektových výšek a řešení problému s úpravou mostovky nebo následných vrstev při jejich překročení.
d) Péče o mostní objekt, odborné sledování a hodnocení funkce izolačního systému na konkrétních mostech v provozu, uplatňování požadavku  na odstranění záručních vad i následně zjištěných vad v průběhu provozu není důsledné. Je však skutečností, že v důsledků výše uvedených změn v  posledních 10 až 15 letech,  je celkový stav izolační funkce na mostech podstatně lepší než u mostů dříve realizovaných.

3. MOSTY  STARŠÍ GENERACE  (15 AŽ 30 LET)

Pokud jde o materiálovou bázi, jedná se především o izolace z izolačního mastixu prováděné v tloušťce 8-10 mm (např. mosty na dálnici D5 v Berouně), izolace na bázi modifikovaného dehtu (izolační systém VUISIL) navrhované nejdříve v tl. cca 10 mm, později 6 mm (most Hvězdonice, další dva mosty byly rekonstruovány), izolační modifikované pásy dovážené koncem osmdesátých let z Jugoslávie (např. dálniční mosty Trmice, Stadice), později to byl modifikovaný mastix prováděný v tl. 4 až 5 mm (dálniční most v Poděbradech, most tzv. Šmejkalka a pak to bylo několik speciálních technologií  na ocelových mostech nebo na nynějším  Nuselském mostě.
Pokud  izolační systémy, navrhované na mostech obvykle před vydáním ČSN 73 62 42, neplní svou funkci, může být obvykle příčinou některý z níže uvedených důvodů, avšak často to může být kombinace dvou i více důvodů:
 Špatný návrh izolačního systému v příčném řezu např. ukončení izolace u obrubníku nebo říms, nedostatky v napojení izolace na obrubník. Problémem však může být i málo odolný beton, příčné trhliny v betonu římsy apod., vyskytují se  mosty s vynecháním izolace v chodníkové části.
 Nedostatečné nebo nefunkční spodní systém odvodnění na úrovní izolace nebo jeho úplná absence.
 Vady nebo poškození vlastní izolační vrstvy (např. PHM, mechanické poškození), neschopnost přemostit trhliny nebo odolávat dilatačním pohybům u ochranné vrstvy z LA (např. v místě pracovních spojů nesprávně provedených).
 Nefunkčnost utěsnění spár a nebo nedostatečné ukončení a napojení izolace na beton říms nebo svodidlových zídek (po několika letech dochází k lokálnímu odpojení izolace od betonu).
 Nedostatky v napojení izolační vrstvy na prvky odvodňovačů, mostních závěrů nebo odvodňovacích trubiček nebo i přímo nedostatky v dřívějších konstrukcích těchto prvků (např. úzké a vysoko situované ocelové profily pro napojení izolace, nevhodné příruby odvodňovacích trubiček apod.).
 Navrhování a špatné ukončení expanzní vrstvy v kombinaci s nedostatky  jakosti vyrovnávacích betonů a jejich vyspádováním zejména u prefabrikovaných konstrukcí mostů nebo při ukončení u obrubníku.
 Nedostatky nebo nefunkčnost vnějších odvodňovacích žlabů, odvodňovacích chodníkových žlabů a nedostatky v napojení izolace na odvodňovací žlab nebo příčné odvodňovací prostupy.
 Problémy mohou souviset také u mostů s vanovým typem izolace a provedením vyrovnávací vrstvy z asfaltových směsi v kombinaci s jinou lokální poruchou.
 Nefunkčnost povrchového odvodnění (často zanesení nečistotami nebo vegetací),  zejména u izolací ukončených u obrubníku.
 Nedostatky v těsnosti  vnitřních odvodňovacích žlabů (v tubusech nosné konstrukce).
 Velice častým a závažným nedostatkem je poškození izolačního souvrství při různých opravách vrstev vozovky a utajení, že k poškození došlo nebo provedení opravy zcela neodborným způsobem. Problémem je i provádění neodborných zásahů do izolace např. při výměně mostních závěrů.
 Mnoho nedostatků se vyskytuje v místech ukončení povrchových mostních závěrů (dříve často ukončení na římse) a samostatnou kapitolou může být navrhování a provádění elastických mostních závěrů s mnoha nedostatky, které tuto technologií soustavně doprovázejí.
 Samostatným problémem může být snížení životnosti asfaltových vrstev z důvodu nedostatečného zhutnění, vysoké zbytkové mezerovitosti asfaltových vrstev, nedostatečného spojení vrstev nebo nespojení s izolační vrstvou, nefunkční odvodnění apod. Při nespojení vrstev je možno v případech nedostatečného odvodnění povrchu izolace v zimním období pozorovat zvedání krytu vznikem vrstvy ledu nebo na exponovaných místech vznik příčných  trhlin a  nadměrné vyjíždění kolejí.
      Z uvedeného, jistě neúplného výčtu vad a jejich možných příčin, je vidět, že stanovit spolehlivě příčinu poruch u starších mostů je často nesnadné a obtížné rovněž je označit místo, v němž je nutno opravu provést. Přitom je nezbytné vycházet i z toho, jaká technologie z hlediska materiálu byla pro izolační systém použita. Pokud jde o archivní dokumentaci a její  úroveň, kterou má diagnostik k dispozici, nemám je v úmyslu hodnotit.

4. MOSTNÍ VOZOVKY NOVÉ  GENERACE ( ASI OD ROKU 1990)

Hodnotíme-li mosty novější generace, kde izolační systém a vozovkové souvrství byly navrženy dle zásad ČSN 73 62 42, je možno konstatovat, že i stav v navrhování a úrovni provádění se celkově podstatně změnil a zlepšil. Převážně jsou na významnějších mostech navrhovány izolační systémy s použitím různých druhů modifikovaných natavovacích pásů na pečetící vrstvě, kotevním impregnačním nátěru a s ochrannou vrstvou z LA nebo asfaltových betonů. V několika případech byly použity izolační vrstvy z polyuretanu rovněž s ochrannou  vrstvou z LA, izolace na bázi metylmetakrylátu s ochranou  vrstvou z LA nebo AB a rovněž jako izolace pod CB krytem na dálničních mostech (na dálnici D2).
I v případě nové generace izolačních systémů, je funkčnost i celoplošného izolačního systému s dobrým vnitřním i povrchovým odvodněním rovněž závislá na spolehlivé izolaci různých konstrukčních detailů. Jde opět o základní podmínku - spolehlivé napojení izolace na spodní díly odvodňovačů a odvodňovacích trubiček (i jejich dostatečné a vodotěsné vyvedení pod spodní líc konstrukce) a rovněž účinné a trvalé napojení izolace na mostní dilatační závěry. Významná a nutná je  pravidelná základní údržba, zvláště odvodňovacího systému. Pokud jde o životnost asfaltových krytů na mostech, je možno konstatovat, že i v dálničním provozu jsou mostní vozovky z AB s modifikovaným pojivem v dobrém stavu i po 13 letech provozu, a v případě obrusné vrstvy AKMS životnost 10 let (starší nemáme).
Souborné hodnocení funkce novějších izolačních systémů (ale ani těch starších), ani  na významnějších silničních a dálničních mostech, zatím dle mých informací provedeno nebylo. Systematicky soustřeďovat informace o stavu a chování nejen izolačních systémů, stejně jako celé řady konstrukcí (vozovky, konstrukce mostů, mostní závěry, ložiska, různé druhy svodidel apod.) se nedaří zabezpečit. Nejsme schopni dosud nastřádané informace analyzovat (např. z mostních prohlídek) a proto ani nevíme, jak jednotlivé druhy z množství schválených izolačních systémů hodnotit z hlediska spolehlivosti ochranné funkce i z hlediska funkce jako součástí mostních vozovek podle chování v reálných provozních podmínkách. Občasná studie nebo omezený výzkum není řešením. Přitom je známo, že se vyskytuje řada problémů, které si zaslouží něco více, než lokální řešení vzniklého problému na jednom objektu nebo stavbě bez uplatnění a předání poznatků v širším měřítku. Příkladem může být neuvážené provedení změn např. ochranné vrstvy izolace, kterou nelze dostatečně a spolehlivě na izolací zhutnit nebo divoké postupy při použití nevhodných asfaltových směsi pro ložní vrstvy s rozsáhlou i vyrovnávací funkci v důsledku hrubého nedodržení projektových výšek. Je bohužel skutečností, že i na významných mostních objektech se často tyto nedostatky řeší až v obrusné vrstvě, která se může pohybovat v tolerancích od 25 do 100mm. Důsledky takové praxe mohou způsobovat mnoho problémů (nerovnoměrné zhutnění a mezerovitost, nekontrolované nebo nedostatečné odvodnění některých míst, nepravidelné a zvýšené vyjíždění kolejí). Problém se řeší později a  v neprospěch následného správce při obnově  asfaltových vrstev.
Problémovým a neujasněným často zůstává účel návrhu  izolačních systémů na různých mostních objektech (nových i opravovaných) a snaha někdy neuváženě a každou cenu aplikovat pečetící vrstvy nebo tenké vozovkové souvrství. Tenká konstrukce vozovky v takových případech, jako  i při opravách za provozu na malých mostech (často v  kombinaci s pečetící vrstvou), nemá žádný technický ani ekonomický smysl.  
 Naopak na mnoha větších mostech, kde význam tenké vozovky je účelný, jsou navrhovány ložné vrstvy především pro řešení předpokládaného nedodržení projektových výšek. Často, a bez ohledu na navazující konstrukci vozovky a tloušťky asfaltových vrstev je na mostech o délce 15 až 20 m navržena ložní vrstva z ABS 40 mm a přitom na přilehlé vozovce ložní vrstva z ABH nebo ABVH o tl. 70 mm, problém při provádění je zřejmý.
S ohledem na skutečnost, že stále častěji,  zejména u větších mostů, je  nutno provádět izolací dvoufázovým systémem, může se problémovým místem stát i napojení izolace podél říms i její ochrana s ohledem na práce prováděné na římsách. V poslední době je možné pozorovat více mechanických poškození na povrchu izolace v důsledku bezohledného pohybu mechanismů i jiných stavebních činnosti na izolační vrstvě bez její ochrany.
Řada projektantů si i v současné době stále neuvědomuje, že izolaci nebo ochranu konstrukce je nutno ukončit na spodní hraně konzol a to bez rozdílu, zda jde o spodní nebo výše položenou římsu. Podíváme-li se na mostní římsy, je v nich nadměrné množství pracovních a dilatačních spár a smršťovacích trhlin. Spáry jsou neúměrně široké, špatně utěsněné a často netěsní ani měsíc po utěsnění (nevhodné těsnící tmely, nedostatečná úprava komůrky, převážně neodborné utěsnění). U mnoha nových mostů je na řadě míst možno pozorovat  trvalý výron vody a výluhy v místě trhlin nebo příčných spár  i na podélné styčné spáře mezi konzolou nosné konstrukce a římsou. Je bez pochybnosti, že i na výše uložené římse se  v zimním období vyskytuje sníh s prostředky CHRL.
Je nutno dořešit a objasnit  ustanovení ČSN 73 62 42 čl. 3.3.2.1 b, kde se uvádí “u celoplošných izolací musí být konstrukce izolační vrstvy v celé ploše mostovky stejná (pod vozovkou i pod římsami)“. Jde o ustanovení staré asi 12 let a bylo zřejmě myšleno  s ohledem na životnost a spolehlivost, která měla být garantována použitím izolačního systému se stejnými kvalitativními parametry. Pokud by se to i v současné době vysvětlovalo dogmaticky, potom bychom zřejmě nebyli schopni realizovat žádné opravy, ke kterým dochází zejména při částečných opravách v odvodňovacích pruzích nebo výměně mostních závěru apod. Je známo, že např. ve Švýcarsku je používán kombinovaný izolační systém izolačních pásů na rovné plochy  a stříkané izolace PUR na doplňující náročnější detaily. Důležité je použití takové materiálové báze, která zabezpečí spolehlivé a trvalé spojení nebo aplikace vhodného můstku.

5.  ZÁVĚR

      Ve svém příspěvku a doufám, že i vlastní přednášce, kterou budu prezentovat fotodokumentací, chci informovat ty pracovníky a odborníky, kteří nemají možnost sledovat stav mostů v provozu, jaké jsou důsledky selhání izolace nebo i její  nedostatečné lokální funkce i co lze v současné době zlepšit nebo změnit. Mnoho příkladů poruch, jako důsledků vad, lze najít při prohlídkách starších mostů, kde některý nebo více rozhodujících faktorů, bylo podceněno. Selhání izolační funkce, jejíž příčinu někdy představuje nepatrná vada v porušení, či nespojení v izolaci, vždy vede k poškození konstrukcí, které má izolační systém chránit a  to je nejen nosná konstrukce, ale i další konstrukční části spodní  stavby. Je dost případů, kdy s ohledem na konstrukční systém nosné konstrukce, míru a závažnost poruch, bylo nutno přikročit nikoli k sanaci, ale k nahrazení celé  nosné konstrukce konstrukcí  novou již  po 15 až 20 letech. Doposud se jednalo převážně o případy, kdy v důsledku zatékání  vody s chloridy do konstrukce došlo k významnému poškození předpjaté výztuže u prefabrikovaných konstrukcí.
Pokud, i při stávajících technologických možnostech, budeme podceňovat dodržování nutných konstrukčních, technologických (např. technické opatření při provádění prací za klimaticky nevhodných nebo problematických podmínek) a kvalitativních požadavků (např. nedostatky podkladu, vadné spojení izolace s podkladem, poškození izolace při provádění nebo benevolentně a liknavě přistupovat k opravě vad), je nutno si uvědomit, že postupujeme hrubě nehospodárně a nezodpovědně.