ДЕФЕКТЫ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ШВОВ В ЦЕМЕНТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЯХ
Инженер ООО «Нова-Брит»
Барковский Д.В.
Инженер ФГУП ГПП и НИИ ГА «Аэропроект»
Гальченко Н.С.
Начальник управления СБР ООО «Трансстроймеханизация»
Михеев А.В.
Надежность герметизации деформационных швов, устаиваемых в цементобетонных покрытиях автомобильных дорог и аэродромов Российской Федерации, на протяжении многих лет и до настоящего времени оценивается визуально, а именно по внешнему состоянию герметизирующего материала и носит качественный характер. В отечественных нормативных документах существуют такие понятия, как «старый» или «разрушенный» заполнитель, в то время как за рубежом [1] разработаны методики количественной оценки различных видов дефектов герметизации и степень их влияния на эксплуатационное состояние покрытия. В данной статье сравниваются эти два подхода и сформулированы причины, вызывающие нарушения герметичности деформационных швов.
Герметизация деформационных швов является общепризнанным требованием. Несмотря на то, что ряд исследователей [2] указывают на то, что данная мера не является обязательной. Многочисленные эксперименты с «открытыми», не загерметизированными швами показали, что такой подход совершенно неэффективен для долгосрочной рентабельной эксплуатации покрытия. Коэффициент стока воды через негерметичные швы может достигать 70% [3]. Это приводит к попаданию воды между слоями покрытия, а также к переувлажнению основания и, как следствие к возникновению таких серьезных дефектов — просадки и разрушения отдельных плит (рис.1,2), а для жестких покрытий, усиленных асфальтобетонными слоями – сколу кромок швов (рис. 3).
Рисунок 1. Просадка плит. | Рисунок 3. Сколы кромки шва.
|
Рисунок 2. Сколы углов плит |
Очевидно, что чем выше степень нарушения герметичности швов, тем выше вероятность появления вторичных дефектов.
Существующие зарубежные методики [4] предполагают следующую градацию уровней надежности герметизирующих материалов по протяженности дефектных (негерметичных) участков, относительно общей протяженности деформационных швов (табл.1).
Уровень надежности | Нарушение герметичности, % |
Высокий | Менее 10 |
Средний | 10-30 |
Низкий | 30-50 |
Очень низкий | Более 50 |
В методике, разработанной специалистами ЦНИИ 26 МО, отображены следующие дефекты герметизации, как отслоение герметика от стенки швов; выдавливание герметика из камеры шва; присутствие в швах травы; отвердение (окисление) герметика; отсутствие герметика в шве. Степени разрушения герметизирующего материала (заполнителя) деформационного шва оценивается по следующим признакам:
- Слабая: герметик находится в хорошем состоянии в пределах всего шва при минимальном количестве повреждений. К слабой степени проявления повреждений герметика относят также локальное отслоение от стенок шва при сохранении сцепления с цементобетоном.
- Средняя: заполнитель находится в удовлетворительном состоянии, шов заполнен герметиком, но имеются видимые отрывы от стенок, размер которых не превышает 3 мм; вблизи шва наблюдается скопления минеральных частиц, образовавшихся вследствие выплесков; верхний слой заполнителя окислен и утратил эластичность, но полностью заполняет шов.
- Сильная: заполнитель находится в неудовлетворительном состоянии, либо отсутствует на длине, составляющей 10 и более процентов от общей протяженности швов. К сильной степени разрушения относят сплошные отрывы от стенок шва.
- Повреждение герметика в швах учитывают не по принципу “от плиты к плите”, а по его состоянию в пределах всего образца.
Более детально методика оценки эффективности применения герметизирующих материалов описана в американском стандарте [5], который включает в себя требования и критерии испытаний, предусмотренные Национальной программой оценки транспортной продукции (NTPEP) в отношении материалов для герметизации трещин и деформационных швов в асфальтобетонных и цементобетонных покрытиях. Согласно данной методике рассчитывается Индекс состояния заполнителя (герметика) («Sealant Condition Number» (SCN)), учитывающий наличие и степень развития основных типов дефектов, таких как степень разрушения и засорение шва.
SCN = 1(L) + 2(M) + 3(H)
где:
L = количество типов дефектов низкого степени разрушения
M = количество типов дефектов средней степени разрушения
H = количество типов дефектов высокой степени разрушения
Степень разрушения измеряется как процентная доля участков нарушения герметичности, где вода проникает в шов по причине полного отсутствия адгезии (отрыв от стенки шва) или сцепления (когезионный разрыв герметика). Отсутствие адгезии или сцепления определяются при помощи метода визуального осмотра SHRP.
Доля дефектов, в которые проникает вода, определяется по формуле:
%L = (L/ Ltot)* 100
где:
%L = доля швов от общего количества, в которые проникает вода;
L = общая протяженность трещин в заполнителе, через которые в шов проникает вода;
Ltot = общая длина обследуемого участка.
Далее определяется степень распространения дефекта. Существуют следующие степени разрушения:
- Нарушение герметичности отсутствует: %L = 0% < %L < 1%
- Низкая степень (L): 1% < %L < 10%
- Средняя степень (M): 10% < %L < 30%
- Высокая степень (H): %L > 30%.
Засорение шва оценивается по наличию посторонних предметов на поверхности шва, включая сколы кромок. Приняты следующие уровни засорения:
- Низкий уровень (L): случайные камни и/или мусор прилипли к верхней части заполнителя, либо мусор проник в поверхность заполнителя/поверхности.
- Средний уровень (M): В заполнителе присутствуют камни или мусор, а отдельные частицы мусора глубоко проникли в заполнитель.
- Высокий уровень (H): В заполнителе присутствует большое количество камней и мусора, и они проникли глубоко в заполнитель.
В качестве примера расчета Индекса SCN принят участок со швами протяженностью 150м, на котором выявлены:
- сквозные трещины в заполнителе общей длиной 30м, что соответствует средней степени разрушения
(M) %L = (L/ Ltot)* 100 = (30/150)*100 = 20%;
- отдельные случаи засорения, что соответствует уровню (L).
Таким образом, на выбранном участке выявлен один тип дефектов низкого уровня развития (L) , один тип дефектов среднего уровня развития(M) и отсутствие дефектов высокого уровня развития (H). Тогда Индекс состояния заполнителя рассчитывается как:
SCN = 1*1+1*2+0*3 = 3
Если в заполнителе дефекты не обнаружены, то SCN определяется как 0, что является высшей оценкой. SCN = 6, худшая возможная оценка, присваивается, когда значения засорения и инфильтрации воды определены как высокие.
Исследования, проведенные в 2004 – 2007 годах в США [6], в соответствии с данной методикой показали, что для периода эксплуатации покрытий более трех лет проведенные с использованием данной методики показали, что для после трех лет эксплуатации Индекс SCN для традиционно применимых в США герметизирующих материалов составляет от 1 до 3.
Таким образом, герметизация деформационных швов является одним из факторов, обеспечивающим расчетный срок эксплуатации покрытия в целом, а надежность герметизации может определяется степенью водонепроницаемости швов.
К сожалению, в отечественной и зарубежной литературе отсутствуют подтвержденные методы оценки фактического срока службы герметизирующих материалов. Однако, многолетний опыт авторов по мониторингу состояния деформационных швов аэродромных покрытий в различных климатических зонах, позволяет сделать предположение, что срок службы можно определить, как период эксплуатации, за который количество дефектов не превышает 20%, что соответствует среднему уровню повреждения герметика по методике AАSНTO. Следует отметить, что срок службы зависит не только от собственных свойств герметика, но и в правильности выбора конструкции шва и соблюдения технологии производства работ по герметизации. Условно, можно выделить четыре уровня, соответствующих сроку службы, или же сроку эксплуатации герметика:
- Краткосрочный, до 1 года.
- Среднесрочный, от 1 до 3 лет.
- Долгосрочный, более 3 лет.
Краткосрочный уровень допустим для аварийного ремонта небольших участков покрытия с целью обеспечения его безопасной эксплуатации. Такие работы могут проводиться в неблагоприятные погодные условия с отступлением от требований технологии применения и использованием таких простейших герметизирующих материалов, как битум или резино-битумная мастики.
Среднесрочный уровень характерен для большинства отечественных битумно-полимерных герметиков марок БП-Г, выпускаемых по ГОСТ 30740-2000. Эти материалы могут успешно применяться для ремонта и текущего содержания покрытий, однако их применение при реконструкции или строительстве новых покрытий необоснованно, в силу низких технических требований, заложенных в стандарте.
Долгосрочный уровень проявляют герметизирующие материалы, соответствующие требованиям Стандарта ASTM D6690 [7]. Это герметики производства США, Канады и ряд отечественных материалов, для которых нарушение герметичности происходит не за счет температурных деформаций покрытия, а в результате естественного старения под воздействием УФ излучения и кислорода воздуха. Очевидно, что именно ожидаемый срок службы герметика должен определять конструктивные решения, технологию производства работ и тип применяемых материалов.
Все дефекты герметизации по времени их проявления можно разделить на две группы: летние дефекты, возникающие при положительных температурах и зимние, возникающие при отрицательных температурах. По нашим данным, их соотношение составляет 1 к 3, что связано с существенным ростом жесткости битумно-полимерных герметиков при снижении температуры и как следствие возрастание нагрузок на плоскости контакта герметик-стенка шва.
Необходимо уточнить, что возникновение различных дефектов, является объективным процессом, развивающимся в процессе эксплуатации. Далее будут рассматриваться только случаи преждевременной разгерметизации швов, когда дефекты возникают до окончания расчетного срока службы герметизирующего материала.
Как и для любых упруго-пластичных композиционных материалов, с повышением температуры в битумно-полимерных герметиках начинают преобладать пластические свойства. Этот процесс сопровождается снижением прочности сцепления с основанием и повышением вероятности образования необратимых деформаций. К числу дефектов, возникающих в летний период относятся:
1. Выдавливание герметика из камеры шва (рис.4).
Данный дефект возникает в основном в швах расширения иногда в швах сжатия, устроенных в искусственных покрытиях. Основной причиной выдавливания герметика из камеры шва является нарушение технологии работ, а именно в тех случаях, когда заполнение камеры шва герметиком осуществляется выше уровня нижней кромки фаски. Такой же эффект может наблюдаться тех случаях, когда заполнение швов производят в холодное время года без учета расширения паза шва сверх расчетного значения в летний период. Так объем «стандартной» камеры шва размером в профиле (13х20) мм, нарезанной и загерметизированной при температуре +10ОС при нагреве покрытия до + 50ОС уменьшается на 15%, что вызывает выдавливание герметика выше уровня покрытия. При этом воздействие транспортной нагрузки способствует отрыву герметика от стенок шва, а при недостаточной глубине заполнения к предельному случаю нарушения герметичности — полному выносу герметика из камеры шва.
2. Образование пузырей на поверхности герметика (рис.5) может происходить либо в результате подплавления поверхности уплотнительного шнура, испарения растворителя из грунтовочного состава, либо испарения влаги из нижележащих слоев покрытия. Несмотря на высокую вязкость герметика, при температурах воздуха более +30ОС воздушные пузыри могут мигрировать из глубины шва к поверхности, существенно увеличиваясь в объеме за счет теплового расширения. В первом случае относительно крупные пузыри локализованы по продольной оси шва и, фактически не могут считаться дефектами, так как не нарушают герметичности шва. Однако, большое их количество в совокупности с выдавливанием герметика в результате сжатия камеры шва повышает вероятность отрыва герметика колесами транспортных средств. Образование сплошной области мелких пузырей вдоль стенки шва свидетельствует о нарушении технологии проведения работ, выражающееся в недостаточном времени сушки грунтовочного состава, либо применения праймеров, содержащих малолетучие растворители.
3. Отслоение герметика от стенки шва (рис.6) при положительных температурах происходит в результате недостаточной очистки камеры шва от загрязнений, а также проведения герметизации на влажном покрытии. Обычно такие дефекты имеют протяженность от нескольких метров и локализованы на одной из стенок шва. В силу того, что в летний период швы обычно сжаты, визуально обнаружить отслоения бывает затруднительно, однако использование металлической линейки в качестве щупа, позволяет выявить данные дефекты при их наличии. Другой причиной возникновения подобных дефектов могут быть низкие адгезионные свойства герметизирующего материала. В любом случае, при обнаружении подобных дефектов на стадии устройства швов необходимо прекратить работы по герметизации и выявить причину отслоения. Предельным следствием отслоений может становится полный вынос герметика из камеры шва под воздействием транспортных средств.
4. Сколы кромок плит в зоне швов (рис.7) в основном происходят под воздействием транспортных средств в местах, где разница уровней смежных кромок швов превышает 3мм. Одной из причин возникновения разницы уровней смежных кромок швов является нарушение технологии устройства цементобетонных покрытий, либо вертикальные сдвиги смежных плит, а также по причине кристаллизации воды, проникающей в конструкцию покрытия через негерметичные деформационные швы. Сколы кромок, хотя и не могут рассматриваться, как дефекты герметизации, инициируют их возникновение, и в первую очередь – отслоения герметика. Другой причиной возникновения сколов кромок являются ошибки на стадии проектирования, когда в конструкции швов не предусматривается устройство фасок, специально предназначенных для снижения нагрузок на кромки швов.
5. Отрыв и вынос герметика (рис.8) в зоне пересечения деформационных швов встречаются достаточно редко и только в конструкциях швов, в которых предусмотрено применение уплотнительного шнура из пористой резины. При определенных погодных условиях, установить такой шнур в камеру шва возможно только его растянув. Находясь в камере шва в растянутом состоянии шнур удерживается силами трения, но при охлаждении покрытия происходит восстановление его первоначальной длины вместе с герметиком. В результате чего, уже в первый год эксплуатации покрытия возникают критические дефекты в виде полного отрыва герметизирующего материала от стенок камеры шва
6. Особым случаем дефектов герметизации деформационных швов, устроенных в искусственных покрытиях автомобильных дорог, является локальный вынос герметика из камеры шва в местах образования колеи по так называемым «полосам наката» (рис.9). Данный тип дефекта характерен для покрытий автомобильных дорог после 1-2 лет эксплуатации. Под воздействием шипованных шин образуется, колея износа глубиной до 3мм, при этом герметик, обладающий упругими свойствами, не так сильно подвержен истиранию и в результате его уровень начинает превышать уровень покрытия. При низких температурах герметик обладает достаточной жесткостью, чтобы сопротивляться сдвиговым воздействиям проходящих транспортных средств, однако при повышении температуры прочность сцепления со стенками шва снижается и происходит локальный отрыв и вынос герметика из шва длиной 30 – 50 см, причем на смежных участках дефекты не наблюдаются.
Рисунок 4. | Рисунок 5. | Рисунок 6 |
Рисунок 7. | Рисунок 8. | Рисунок 9. |
В зимний период при отрицательных температурах эластичность битумно-полимерных герметиков снижается, а растягивающие напряжения от сжатия покрытия увеличиваются. Для обеспечения герметичности деформационного шва герметик должен обладать достаточной деформативностью при минимальных температурах эксплуатации, чтобы компенсировать температурные деформации покрытия. К числу дефектов, возникающих зимний период, относятся:
- Адгезионные отслоения герметизирующего материала (рис.10) составляют основную долю дефектов, образовывающихся при отрицательных температурах. Как правило, отрыв от одной из стенок шва. В таких случаях причиной возникновения такого дефекта в равной степени могут является недостаточная эластичность герметика, некачественная подготовка швов перед заполнением или же комбинация этих двух факторов. На практике оказывается достаточно сложным установить истинную причину преждевременной разгерметизации, именно в силу равнозначности этих двух факторов. Косвенным подтверждением несоответствия низкотемпературных свойств герметика климатическим условиям эксплуатации, является возникновение такого характера дефекта на протяжении всего загерметизированного участка.
- В отличие от рассмотренного выше случая, равномерно чередующиеся отрывы герметика, (ис.11) однозначно указывают на недостаточные адгезионные свойства, либо применение некачественного праймера. Такие дефекты возникают в тех случаях, когда температура хрупкости герметика соответствует фактическим условиям эксплуатации, а прочность сцепления со стенками швов существенно меньше напряжений, возникающих на границе контакта.
- Когезионное разрушение (рис.12) характеризуется растрескиванием самого герметика. При этом сцепление со стенками камеры остается надежной. В противоположность предыдущему случаю, когезионное растрескивание, является однозначным признаком того, что температура хрупкости герметика превышает фактическую минимальную температуру эксплуатации.
- Полный вынос герметика из камеры шва наблюдается достаточно редко и является результатом одновременного проявления нескольких типов дефектов.
Рисунок 10. | Рисунок 11. | Рисунок 12. |
В общем случае, стратегия достижения высокого уровня долгосрочной надежности герметизации деформационных швов в цементобетонных покрытиях автомобильных дорог и аэродромов включает в себя следующие этапы:
- Принятие технического решения, соответствующего условиям эксплуатации покрытия.
- Назначение конструкций швов, соответствующих деформациям покрытия и принятой технологии герметизации.
- Выбор герметизирующего материала, соответствующего климатическим условиям района эксплуатации.
- Соблюдение технологии и контроль качества производства работ.
- Систематический мониторинг состояния выполненных объектов и оценка эффективности предпринятых мер.
Список использованной литературы:
- Project work plan for NTPEP evaluation of hot mix asphalt crack sealing and filling materials. Washington, 2013.
- Shober S. The great unsealing: perspective of PCC joint sealing. 1997.
- Седенгер Г.Р. Дренаж дорожных одежд и аэродромных покрытий. Москва. 1981.
- J-F. Masson Performance of pavement crack sealants in cold urban conditions.
- ASTM D5340 Standard test method for airport pavement condition index surveys.
- THREE YEAR REPORT OF FIELD AND LABORATORY EVALUATIONS OF JOINT SEALANT MATERIALS FOR PORTLAND CEMENT CONCRETE. MDOT 2007.
- ASTM D6690 Standard Specification for Joint and Crack Sealants, Hot Applied, for Concrete and Asphalt Pavements.
Особенности работы покрытия проезжей части в зоне деформационных швов мостовых сооружений Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»
УДК 624.042
Валиев Шерали Назаралиевич
ФГБОУ ВПО «Московский автомобильно-дорожный государственный
технический университет (МАДИ)» Россия, Москва1 Кандидат технических наук, доцент Е-Mail: Mosti. [email protected]
Смоленкин Владимир Сергеевич
ФГБОУ ВПО «Московский автомобильно-дорожный государственный
технический университет (МАДИ)» Россия, Москва Аспирант Е-Mail: [email protected]
Особенности работы покрытия проезжей части в зоне деформационных швов мостовых сооружений
Аннотация. В статье рассматриваются причины появления дефектов и повреждения в деформационных швах и околошовных зонах в балочных железобетонных мостах, основными из которых являются несовершенство конструкции применяемых деформационных швов и сопряжений с покрытием проезжей части, а также постоянно возрастающая интенсивность движения и возросший вес временной нагрузки. Для повышения долговечности конструкции шва и околошовной зоны предлагается усилить анкеровку шва с устройством переходных зон из более прочного и износостойкого материала, нежели обычный асфальтобетон. Высокая сопротивляемость переходной зоны образованию колеи позволяет снизить скорость ее проявления, тем самым повысить комфорт и безопасность движения транспортных средств, а также повысить долговечность конструкции деформационного шва и дорожного покрытия в мостовых сооружениях.
Указывается, что по результатам текущего осмотра вновь построенного путепровода на 127 км автодороги М6 «Каспий» спустя 10 месяцев после ввода в эксплуатацию возникли повреждения металлоконструкции одного из деформационных швов и разрушения покрытия проезжей части в зоне стыка.
Отмечается важность своевременного выполнения ремонтных работ по устранению возникших дефектов и разрушений, а также обеспечение соответствия участков дорожного покрытия, прилегающих к деформационным швам, требованиям нормативных документов и условиям обеспечения безопасности движения транспорта.
Ключевые слова: мост; деформационный шов; дорожная одежда; покрытие проезжей части; интенсивность движения; переходная зона.
Идентификационный номер статьи в журнале 04ТУЫ314
1 125319, Москва, Ленинградский Проспект, 64
В настоящее время мостовые сооружения являются наиболее сложными инженерными объектами, надежность эксплуатации которых зависит не только от их правильного конструирования, но и от правильного подбора материалов и конструктивных элементов, применяемых при их строительстве. Неудовлетворительное состояние деформационных швов и покрытия проезжей части мостов в околошовной зоне является одной из причин разрушения бетона, находящегося ниже мостового полотна и приводит к сокращению срока службы всего сооружения в целом. Поэтому при строительстве мостов возникает проблема устройства качественной гидроизоляции, покрытия и деформационных швов.
Анализ результатов проведенных исследований и мониторинга мостовых сооружений позволил установить, что основными причинами развития дефектов являются постоянно возрастающая интенсивность движения, возросший вес временной нагрузки, несовершенство конструктивных решений. В настоящее время на большинстве скоростных магистралях, пропускная способность по каждой из полос движения может достигать показателей в 3000…5000 авт./сутки и более, вплоть до десятков тысяч. Результатом такой возросшей интенсивности движения является повышенное динамическое воздействие на деформационные швы и прилегающую дорожную одежду, имеющее циклический характер, повторяющееся десятки тысяч раз в пределах каждой полосы движения каждые сутки [4]. Следствием этого в результате естественного быстрого истирания асфальтобетонного покрытия является образование колеи, которая может составлять в среднем 5-10 мм. При этом совершенно не играет роли, какие именно деформационные швы установлены на мостовых сооружениях, поскольку, как показывает практика, повышенных динамических воздействий со стороны транспорта не выдерживают даже самые прочные и надежные конструкции деформационных швов.
В результате образования колеи по полосам наката в асфальтобетонном покрытии в зоне деформационных швов добавляется удар колес автотранспортных средств о торец шва (металлические окаймления). При таком воздействии все швы, конструкция которых заанкерена в проезжую часть, очень быстро выходят из строя [2].
В качестве примера можно рассмотреть путепровод на 127 км автодороги М-6 «Каспий» с балочным железобетонным пролетным строением, по схеме 18+24+18м, на устоях которого были установлены деформационные швы Maurer D80 (рис. 1).
Рис. 1. Конструкция деформационного шва типа Maurer D80
По результатам текущего осмотра спустя 10 месяцев после ввода сооружения в эксплуатацию было зафиксировано разрушение секции крайнего несущего профиля деформационного шва и верхнего слоя асфальтобетонного покрытия околошовной зоны (Рис.
2).
Рис. 2. Разрушение секции крайнего несущего профиля деформационного шва и верхнего слоя асфальтобетонного покрытия околошовной зоны (спустя 10 месяцев после ввода
сооружения в эксплуатацию).
Интенсивность движения транспортного потока существенно усугубляет развитие дефектов. Плавное воздействие нагрузки с любой частотой воздействия дает один результат, а ударное, возникающее после появления и развития дефектов, — другой, в разы превосходящий.
Деформационный шов, с иной точки зрения, является «инородным» включением в покрытие мостового полотна, и именно в этом состоит основная сложность обеспечения совместной работы этих конструкций [13]
На данный момент большинство попыток уменьшить вероятность образования выбоин в покрытии на стыке с деформационными швами, сосредоточено вокруг вопросов снижения колееобразования в покрытии, особенно в зоне примыкания к шву.
На сегодняшний момент имеется множество технических решений для узла примыкания покрытия мостового полотна к деформационному шву, которые можно разделить на следующие группы:
1) С применение бетонных приливов
2) с применение полимербетонных участков
3) с применением переходных зон из литого а/б с полимербитумным вяжущим
4) с применение переходных зон из многокомпонентного композитного материала
Применение переходных зон дает ощутимый положительный эффект за счет использования на стыке деформационного шва и дорожного покрытия мостового полотна более износо — и трещиностойкого материала, нежели обычный асфальтобетон [3]. Высокая сопротивляемость переходной зоны образованию колеи позволяет снизить скорость ее проявления, тем самым повысить комфорт и безопасность движения транспортных средств, а также повысить долговечность конструкции деформационного шва.
Задачей переходных зон являться плавное повышение жесткости поверхности проезда от показателя, соответствующего дорожной одежде до показателя, соответствующего жесткости конструктивных элементов деформационного шва. Жесткость асфальтобетона (даже при самой низкой температуре, когда она наибольшая) меньше жесткости стальных элементов деформационного шва как минимум на порядок. Таким образом, переходная зона должна представлять собой конструкцию, имеющую жесткость, значение которой повышается в несколько раз. Такая переходная зона позволит исключить эффект удара при проезде. (рис. 3)
На сегодня в нашей стране применяются множество современных запатентованных материалов и технологий по устройству деформационных швов и переходных зон на мостовых сооружениях. Большинство из них имеют высокие показатели механических, физико-химических и эксплуатационных свойств. Однако на раннем этапе эксплуатации начинают возникать различные дефекты и повреждения, которые впоследствии начинают интенсивно развиваться. Эти обстоятельства свидетельствуют о недостаточной изученности сущности данного вопроса связанного с комплексным учетом всех факторов, влияющих на работу деформационных швов и околошовных зон. К таким факторам можно отнести:
• Ошибки проектирования (неправильный расчет суммарного перемещения шва)
• Технологические (некачественные материалы, нарушение регламента производства работ)
• Быстронарастающая интенсивность движения транспорта и нагрузки на ось
• Эксплуатационные (нарушение технологии содержания и ремонта)
Для недопущения преждевременного разрушения переходных зон и деформационных швов, при интенсивности движения по полосе свыше 5 тыс. автомобилей (грузовых и легковых) в сутки в примыкании покрытия к деформационному шву (к металлу или бетону) следует устраивать переходной участок шириной 30 — 50 см по всей длине шва, в котором верхний слой покрытия выполняют из более прочного материала.
Имеющиеся разрушения деформационных швов мостов и прилегающих к ним участков дорожного покрытия могут стать причиной появления более существенных дефектов в несущих конструкциях мостовых сооружений и серьёзных аварий автотранспорта.
Рис. 3. Конструкция усовершенствованного шва Maurer D80 с переходными зонами и новой конструкцией одежды ездового полотна
При возникновении таких видов дефектов необходимо срочно выполнить ремонтные работы по устранению имеющихся разрушений и обеспечить соответствие участков дорожного покрытия, прилегающих к деформационным швам, требованиям нормативных документов и современным условиям движения транспорта.
ЛИТЕРАТУРА
1. ОДМ 218.2.025-2012 «Деформационные швы мостовых сооружений на
автомобильных дорогах», 2012.
2. Овчинников И.Г. Мостовое полотно автодорожных мостов с применением
литого асфальтобетона и современных деформационных швов /
И.Г.Овчинников, В.Н. Макаров, А.В. Ефанов и др.-Саратов: СГТУ, 2004.-214 с.
3. Ефанов А.В. Разрушение покрытия мостового полотна и деформационных
швов: причины, проблемы и пути решения / А.В. Ефанов, С.В. Овсянников, И.Г. Овчинников // Дороги и мосты. 2007, N02. С. 38-42
4. Овчинников И.И., Овчинников И.Г., Валиев Ш.Н. Анализ причин повреждения
деформационных швов типа МММ Д-50 и МММ Д-100 на мостовых сооружениях Автомобильной дороги М-4 «ДОН»// Интернет-журнал
«Науковедение» № 5, 2013. с. 1-13.
5. Козлачков С.В., Овчинников И.И., Валиев Ш.Н., Овчинников И.Г.
Отечественные деформационные швы мостовых сооружений//Интернет-журнал «Науковедение» 2012, №3, [Электронный ресурс]. http://naukovedenie.ru/ik12/12-41.pdf. -М. с. 1- 17.
6. Козлачков С.В., Овчинников И.И., Валиев Ш.Н., Овчинников И.Г.
Рекомендуемые конструкции деформационных швов мостовых сооружений и рациональная область их применения//Интернет-журнал «Науковедение» 2012, №3, [Электронный ресурс]. http://naukovedenie.ru /ik12712-42.pdf. -М. с. 1- 7.
7. Козлачков С.В., Овчинников И.И., Валиев Ш.Н., Овчинников И.Г. Требования к деформационным швам мостовых сооружений//Интернет-журнал «Науковедение» 2012, №3, [Электронный ресурс]. http://naukovedenie.ru ЛЫ2/12-43.pdf. -М. с. 1- 6
8. Овчинников И.И., Овчинников И.Г., Валиев Ш.Н. Повреждения зон сопряжения
дорожных одежд и деформационных швов на мостовых сооружениях:
возможные причины и способы их устранения // Интернет-журнал «Науковедение» № 6, 2013. с. 1-20.
9. Овчинников И.Г, Овчинников И.И. Проблемы внедрения современных инновационных решений в транспортном строительстве// Вестн. Волгогр. гос. ун-та. Сер. 10, Иннов. деят. Вып. 7. 2012. с. 105 — 109.
10. Ефанов А.В., Овчинников И.Г. Статический и динамический расчет деформационных швов автодорожных мостов// Вестник ВолгГАСУ. Серия «Строительство и архитектура», 2006, №21(6), с. 102-106.
11. Ефанов А.В., Овчинников И.Г.,Шестериков В.И., Макаров В.Н.. Деформационные швы автодорожных мостов: особенности конструкции и работы: (учебное пособие). Саратов: СГТУ, 2005. — 174 с.
12. Валиев Ш.Н. и др. Анализ напряженно-деформированного состояния щебеночно-мастичных деформационных швов автодорожных мостов при их работе под нагрузкой /Строительная механика и расчет сооружений, №5 (250), 2013 г.
13. Ефанов А.В., Овчинников И.Г. Деформационные швы мостов: современное состояние проблемы// Вестник Саратовского государственного технического университета. Саратов. СГТУ 2006. №4(16), выпуск 1. , с. 81 — 86.
Рецензент: Овчинников Игорь Георгиевич, Заместитель Председателя Поволжского отделения Российской академии транспорта, академик РАТ, профессор кафедры «Транспортное строительство» Саратовского государственного технического университета имени Ю.А. Гагарина, д.т.н., профессор.
Sherali Valiev
The Moscow automobile and road construction institute (state technical university)
Russia, Moscow E-Mail: [email protected]
Vladimir Smolenkin
The Moscow automobile and road construction institute (state technical university)
Russia, Moscow E-Mail: [email protected]
Roadway surface features at bridge structure expansion joints
Abstract. The article discusses the causes of defects and damages to expansion joints and adjacent zones in reinforced concrete beam bridges, the main ones of which are imperfect design of the expansion joints and their connections to the roadway surface, as well as constantly increasing traffic intensity and the increased weight of the live load. To increase the life of expansion joints and adjacent zones, is proposed to strengthen the joint anchoring with the transition zone structure with a more durable and wear resistant material than conventional asphalt. High wheel track resistance of the transition zone allows reducing the speed of wheel track formation, thus increasing traffic ease and safety and the life of the bridge structure expansion joint and roadway surface.
It is pointed out that a routine inspection of a newly built overhead road at the 126-th km of M6 “Caspian” highway 10 months after its commissioning discovered the beginning of damages to metalwork of one of the expansion joints and destruction of the roadway surface at its connection zone.
The article addresses the importance of performing timely repair work to eliminate any defects and damages, as well as the importance of ensuring the roadway surface sections adjacent to expansion joints comply with regulatory requirements and traffic safety conditions.
Keywords: bridge; expansion joint; road dressing; roadway surface; traffic intensity; transition zone.
Identification number of article 04TVN314
REFERENCES
1. ODM 218.2.025-2012 «Deformacionnye shvy mostovyh sooruzhenij na avtomobil’nyh dorogah», 2012.
2. Ovchinnikov I.G. Mostovoe polotno avtodorozhnyh mostov s primeneniem litogo asfal’tobetona i sovremennyh deformacionnyh shvov / I. G.Ovchinnikov, V.N. Makarov, A.V. Efanov i dr.-Saratov: SGTU, 2004.-214 s.
3. Efanov A.V. Razrushenie pokrytija mostovogo polotna i deformacionnyh shvov: prichiny, problemy i puti reshenija / A.V. Efanov, S.V. Ovsjannikov, I.G. Ovchinnikov // Dorogi i mosty. 2007, No2. S. 38-42
4. Ovchinnikov I.I., Ovchinnikov I.G., Valiev Sh.N. Analiz prichin povrezhdenija deformacionnyh shvov tipa MMM D-50 i MMM D-100 na mostovyh sooruzhenijah Avtomobil’noj dorogi M-4 «DON»// Internet-zhurnal «Naukovedenie» № 5, 2013. s. 1-13.
5. Kozlachkov S.V., Ovchinnikov I.I., Valiev Sh.N., Ovchinnikov I.G. Otechestvennye deformacionnye shvy mostovyh sooruzhenij//Internet-zhurnal «Naukovedenie» 2012, №3, [Jelektronnyj resurs]. http://naukovedenie.ru/ik12/12-41.pdf. -M. s. 1- 17.
6. Kozlachkov S.V., Ovchinnikov I. I., Valiev Sh.N., Ovchinnikov I.G. Rekomenduemye konstrukcii deformacionnyh shvov mostovyh sooruzhenij i racional’naja oblast’ ih primenenija//Internet-zhurnal «Naukovedenie» 2012, №3, [Jelektronnyj resurs]. http://naukovedenie.ru /ik12A2-42.pdf. -M. s. 1- 7.
7. Kozlachkov S.V., Ovchinnikov I.I., Valiev Sh.N., Ovchinnikov I.G. Trebovanija k deformacionnym shvam mostovyh sooruzhenij//Internet-zhurnal «Naukovedenie» 2012, №3, [Jelektronnyj resurs]. http://naukovedenie.ru /ik12/12-43.pdf. -M. s. 1- 6
8. Ovchinnikov I.I., Ovchinnikov I.G., Valiev Sh.N. Povrezhdenija zon soprjazhenija dorozhnyh odezhd i deformacionnyh shvov na mostovyh sooruzhenijah: vozmozhnye prichiny i sposoby ih ustranenija // Internet-zhurnal «Naukovedenie» № 6, 2013. s. 120.
9. Ovchinnikov I.G, Ovchinnikov I.I. Problemy vnedrenija sovremennyh innovacionnyh reshenij v transportnom stroitel’stve// Vestn. Volgogr. gos. un-ta. Ser. 10, Innov. dejat. Vyp. 7. 2012. s. 105 — 109.
10. Efanov A.V., Ovchinnikov I.G. Staticheskij i dinamicheskij raschet deformacionnyh shvov avtodorozhnyh mostov// Vestnik VolgGASU. Serija «Stroitel’stvo i arhitektura», 2006, №21(6), s. 102-106.
11. Efanov A.V., Ovchinnikov I.G.,Shesterikov V.I., Makarov V.N.. Deformacionnye shvy avtodorozhnyh mostov: osobennosti konstrukcii i raboty: (uchebnoe posobie). Saratov: SGTU, 2005. — 174 s.
12. Valiev Sh.N. i dr. Analiz naprjazhenno-deformirovannogo sostojanija shhebenochno-mastichnyh deformacionnyh shvov avtodorozhnyh mostov pri ih rabote pod nagruzkoj /Stroitel’naja mehanika i raschet sooruzhenij, №5 (250), 2013 g.
13. Efanov A.V., Ovchinnikov I.G. Deformacionnye shvy mostov: sovremennoe sostojanie problemy// Vestnik Saratovskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. Saratov. SGTU 2006. №4(16), vypusk 1., s. 81 — 86.
ДОРОГИ РОССИИ: АСФАЛЬТ ИЛИ БЕТОН?
Автор — И.А. ВОЙЛОКОВ
Доцент кафедры «Технология, организация и экономика строительства» инженерно-строительного факультета ГОУ СПбГПУ
Статья опубликована в № 64 журнала «Еврострой»
Как известно, по состоянию дорожного фонда наша страна занимает одно из последних мест в мире. Как правило, наши дороги требуют ремонта уже через три года после ввода в эксплуатацию, а затем – ежегодного так называемого ямочного ремонта. Не последнее место в процессе ухудшения эксплуатационных свойств играет и обслуживание дорожного полотна.
Технологий устройств дорог в мире применяется много. Есть серьезные различия в технологиях строительства дорог в России и на Западе. Это относится как к подготовке основания, так и к укладке верхнего слоя покрытия. Многое зависит от геологии, от рельефа местности, от климата, от транспортной нагрузки, от бюджета строительства и других факторов. Любой проект в дорожном строительстве будет индивидуален. Так, дорога в горах должна повторять рельеф местности. Дороги магистрального типа (автобаны, хайвэи), так называемые «дороги первой категории» вынуждают строителей спрямлять рельеф местности – выравнивать ландшафт: засыпать впадины, срезать холмы, строить мосты и эстакады – через реки, туннели – сквозь горы. В силу того, что на такой дороге должен обеспечиваться определенный скоростной режим, она не должна иметь крутых поворотов, подъемов и спусков.
Если тело самой дороги, ее сечение, конструкция имеет массу вариантов, то классифицируют их в основном по материалу верхнего покрытия: асфальтовое или бетонное. В асфальтовом в качестве вяжущего используется битум, в бетонном – цемент: в этом случае на бетон кладут асфальт, обеспечивая таким образом на многие десятилетия качественный нижний слой, и меняя каждые 5–7 лет верхний асфальтобетонный слой. Это позволяет создать долговечную и прочную дорогу.
Бетонное покрытие дороже асфальтового на 70–80%. Но асфальтовое требует ухода и ремонта уже через 3-4 года после ввода дороги в эксплуатацию: заливки трещин, засыпки ям и т.п. Бетонное покрытие первые 10–12 лет эксплуатации практически ничего не требует, как говорят дорожники: только пыль сдувай. Фактически лет через 8 общие эксплуатационные затраты на бетонную и асфальтовую дороги уравниваются, а затем бетонная становится все дешевле и дешевле асфальтовой. Вот и получается, что скупой платит дважды, а российский водитель по вине чиновников – ежегодно.
На территории России строят главным образом асфальтовые дороги, на Западе – бетонные. Бетонные дороги служат 50 лет. По статистике их в США – 60%, в Германии – 38%, в Австрии – 46%. в то время как в России — всего 3%.
Надо отметить, что строительство бетонных дорог в нашей стране затормозилось из-за дефицита требуемых марок цемента, малой производительности работ и их высокой стоимости.
Как любое инженерное сооружение дорога – конструкция достаточно сложная. В упрощенном виде она выглядит так: отсыпка грунта, земляная подушка, над ней – два слоя по 25–30 см – слой песчаной смеси с геотекстилем, препятствующим проникновению влаги вверх из почвы, и слой щебня. Все материалы и действия с ними строго регламентированы СНиПами, все это многократно трамбуется катками и расклинцовывается, обильно поливается водой, затем наносится битум и три слоя асфальтобетона – 5, 6 и 8 см. Каждый слой также укатывается до определенного состояния. Фактически также выглядит и бетонная дорога, но верхний слой – качественно уложенный и выравненный бетон.
Прочный, долговечный, износоустойчивый цементный бетон показал себя с самой лучшей стороны в качестве материала для дорожных оснований и покрытий. Расчеты подтверждают, что применение цементного бетона дает довольно большую экономию. В качестве примера можно привести использование бетона как материала для строительства дорог еще в царской России. В 1913 г. в Тифлисе была построена первая дорога с бетонным покрытием. Продолжено строительство было в 60-70-х гг. прошлого века и большинство из них все еще не нуждается в капремонте.
Как уже упоминалось, помимо прямых экономических выгод при строительстве, бетонное покрытие дает значительные технико-экономические преимущества при эксплуатации дороги. Высокая долговечность бетона позволяет сократить расходы на содержание и ремонт до минимума. Срок службы бетонного покрытия автомобильной дороги в несколько раз больше по сравнению с покрытием из асфальтобетона. Качественно построенная дорога с цементобетонным покрытием может служить без капитального ремонта несколько десятков лет. Конструктивно цементобетонное дорожное покрытие представляет собой плиту толщиной 18–24 см.
Если используя современное оборудование, дорогу покрыть сплошной лентой бетона, то при изменениях температуры (днем/ночью, летом/зимой) бетонная плита будет изменяться в размерах – расширяться и сокращаться, и в ней возникнут напряжения, которые могут привести к растрескиванию бетона. Поэтому на бетонной дороге на определенном расстоянии делаются так называемые ложные швы – зазоры. Для того чтобы бетонная плита не разрушалась при нагревании, устраивают деформационные швы расширения – сквозные зазоры между соседними плитами бетонного покрытия. В умеренном климате данные швы устраивают через 20–30 м. Это расстояние зависит от температуры бетонной смеси в момент укладки, а также от климата. Швы заполняют эластичной мастикой из битума, чтобы в основание, под плиту не проникала вода.
Если не предусмотреть деформационные швы расширения, то покрытие, нагреваясь в жаркий день, будет достаточно напряжено, и с его поверхности могут выкалываться целые куски бетона. В качестве примера можно привести ситуацию с бетонными дорогами в штате Калифорния, которая возникла в 1950-е годы. В то время производственники и специалисты еще мало знали о нюансах технологий. Бетонные куски, с силой отлетая от покрытия, вызвали целый ряд аварий, а причиной послужило недостаточное количество необходимых деформационных и ложных швов.
Если рассмотреть физику бетона, то при охлаждении покрытия до температуры меньшей, чем температура бетонной смеси в момент укладки, бетон будет сжиматься, и бетонная плита может дать трещины. Во избежание этого покрытие разделяется швами на расстояниях меньших, чем те, при которых возникают опасные напряжения. Такие швы устраиваются обычно на расстоянии 6–12 м, они представляют собой прорези, глубина которых равна 1/3 толщины плиты. Эти швы называются ложными. Когда в бетоне появляются напряжения от сжатия при охлаждении, бетонная плита растрескивается в наиболее слабом месте – по сечению, ослабленному надрезом. Благодаря ложным швам можно контролировать «поведение» всей бетоннной плиты. Ложный шов сжатия/расширения заливают специальной эластичной мастикой.
Шов по типу ложного необходимо устраивать также по оси дороги, иначе возможно образование продольной трещины.
Таким образом, дорожное покрытие на цементном вяжущем состоит как бы из отдельных плит. Во избежание нарушения монолитности всего покрытия, а также для передачи нагрузки от движущихся машин от одной плиты к другой в швах устанавливают специальные металлические стержни.
От качества выполнения всех этапов работ по устройству покрытия зависит в дальнейшем срок его службы.
В мире строительство дорог с бетонным покрытием непрерывно возрастает, они становятся основным видом магистральных дорог.
Хочется надеяться, что в ближайшем будущем положение дел изменится, т.к. бетонные дороги не только не хуже асфальтовых, но и имеют ряд преимуществ. Эти плюсы можно условно разделить на три части: эксплуатационные, экологические и экономические.
Эксплуатационные преимущества связаны с тем, что бетон как «жесткий» вид покрытия распределяет нагрузку на большую площадь земляного полотна по сравнению с «гибким» асфальтом. Цементобетонные дороги гораздо долговечнее и прочнее асфальтовых и способны служить, не требуя ремонта до 50 лет. В то время как движение по асфальтовым трассам часто останавливается или ограничивается из-за ремонта, дороги с бетонным покрытием эксплуатируются практически без перерывов. В течение весеннего сезона, когда земляное полотно испытывает наиболее сильные нагрузки по температурному режиму, только 6% «бетонок» подвергаются определенным деформациям, для асфальтовых дорог этот показатель составляет 61%.
Большегрузные автомобили сильно прогибают асфальт, портят его, что приводит к существенному увеличению расхода топлива. Бетонное покрытие уменьшает прогиб дорожного полотна и, следовательно, экономит топливо. К тому же на нем не появляется колейности и волнообразности, как на асфальте. Согласно исследованию группы экспертов для Федеральной администрации по автотрассам США, проведенному в 1982 г., экономия топлива в данном случае составляет 20%.
Движение по бетонным дорогам значительно безопаснее. В дождливую погоду выбоины в асфальте наполняются водой, что создает дополнительную опасность из-за глиссирования колес. Зимой вода в выбоинах превращается в лед, что снижает коэффициент сцепления. В то же время на гладком бетонном полотне жидкость практически не задерживается.
Бетонное покрытие в темное время суток отражает свет значительно лучше, чем асфальт, что обеспечивает хорошую видимость для водителей. По некоторым данным, отражающий эффект бетонной трассы позволяет уменьшить уровень освещения на 20%.
Несомненные экологические преимущества бетонных дорог перед асфальтовыми связаны со следующими моментами:
- Нефтепродукты, используемые в асфальтовом покрытии, вместе с водой проникают в почву, и через несколько лет эксплуатации земля как под дорогой, так и вокруг полностью загрязняется нефтепродуктами.
- Меньший расход топлива на то же расстояние по бетонной дороге означает меньший выброс вредных веществ в атмосферу. К тому же повышенные эксплуатационные характеристики «бетонок» позволяют одной единицей большегрузной техники перевозить по ним гораздо большее количество груза. Разумеется, это также уменьшает выбросы в атмосферу.
- Многие противники бетонных дорог утверждают, что они весьма «шумные». Как показали исследования, движение по бетонной дороге действительно создает больше шума, но в среднем всего на 5 дБ больше, чем по асфальтовой (для сравнения: показатель человеческого шепота — 20 дБ). Более того, современные технологии строительства позволяют «бетонкам» полностью приблизиться к асфальтовым дорогам с точки зрения шумности.
Как уже говорилось выше, в развитых странах давно оценили по достоинству преимущества бетонных дорог. Поэтому и в Бельгии, и в США за счет государственных субсидий поддерживается строительство цементобетонных покрытий на уровне 40–60% от общего объема строительства автомобильных дорог.
Сегодня в России имеется большой спектр оборудования для укладки бетонных дорог и оснований из бетона. Исторически первым на нашем рынке появилось и используется оборудование фирмы Dynapac. В настоящее время появились и другие торговые марки: это и HAMM, и несколько итальянских производителей, а также российские катки «Раскат» и САСТА (г. Сасово).
Мнение эксперта
Бетонные покрытия превосходят асфальтовые по прочности, износостойкости и долговечности, а также имеют целый ряд эксплуатационных и экологических преимуществ. Одна из основных причин непопулярности бетонных покрытий в дорожном строительстве, на мой взгляд, состоит в дефиците требующегося для таких покрытий качественного цемента, изготавливаемого на основе клинкера нормированного состава. У большинства российских цементных заводов нет соответствующего уровня автоматизации производства и непрерывного контроля качества клинкера, который зачастую имеет серьезные колебания по минералогическому составу, и, соответственно, не может являться клинкером нормированного состава. Нестабильность качественных характеристик клинкера и цемента – основной бич старых цементных заводов. И только ввод в эксплуатацию новых, полностью автоматизированных, с высоким уровнем контроля качества, цементных заводов (таких как Бабиновский цементный завод в Северо-Западном федеральном округе) позволит получать цемент для бетона дорожных покрытий требуемого качества.
Игорь Дунаев, технический директор ОАО «Цемент»
(заказчик строительства Бабиновского цементного завода), канд. техн. наук
Строительство бетонной дороги — Всё о бетоне
Известно, что в России существуют две явные проблемы, как однажды сказал классик. Это дураки и дороги. О дураках размышлять совершенно нет желания, а вот по поводу дорог можно развить достаточно интересные мысли. В первую очередь те, которые позволяют решать существующую проблему. И если проблема обучения человека зависит и от объекта, и от субъекта деятельности, то с дорогами дело обстоит легче – можно сделать их ремонт, имея лишь желания, силы и материалы для обустройства дорог, расположенных хотя бы на территории подъезда к вашему дому или на его территории.
От качества того грунта, который лежит под строящейся дорогой, зависит и технология, по которой будет происходить устройство и дальнейший ремонт из бетона, и то, насколько долго и качественно она прослужит вам и проезжающим по ней гостям.
Наиболее популярным видом, является бетонная дорога, технология устройства которой способна выдерживать чрезвычайно тяжелые нагрузки и функционально служить не только в качестве подъезда на территорию частного дома, но и в качестве дороги для скоростных магистралей. Ремонт которых, как известно, производится не очень часто. И дело тут совсем не в нехватке средств, просто так получается, ремонт, долгое время, не требуется. Если вы решаете начать строительство или ремонт подъездной дороги, то крайне важно определиться с тем, какая технология укладывания бетона подойдет в вашем конкретном случае.
Материалы для устройства
Устройство и последующий ремонт возможны при наличии следующих материалов:
- песок;
- гравий;
- герметик;
- пластик;
- бетонная смесь для заливки плит;
- арматурная сетка;
- доски;
- штыри;
- фиксаторы.
Строительство и ремонт
Правильно выбранный грунт и грамотно заложенное под дорогами из бетона основание обеспечит эффективный дренаж бетонных плит и исключит частый и весьма неприятный ремонт дорог из бетонной смеси и их покрытие.
От качества того грунта, который лежит под строящейся дорогой, зависит и технология, по которой будет происходить устройство и дальнейший ремонт, и то, насколько долго и качественно она прослужит вам и проезжающим по ней гостям. Общая технология, которой подвергается, и процедура строительства, и ремонт бетонных дорог, предполагает то, что непосредственно под бетоном располагается двухсотмиллиметровый слой из гравийного основания, которое, в свою очередь опирается на слой из более крупных камней, размер которых достигает 40 мм, уложенных на высоту в 20-30 см. Ниже располагается постель из естественного грунта. Естественно, технология зависимости от типа грунтовой подушки, влияет и на толщину каждого слоя, укладывающегося под дорогу из бетона. Лучшим вариантом подобной подушки станет гравийный или по большей мере песчаный грунт, которые блестящим образом способствуют естественному отводу поступающей с поверхности воды. Данную почву можно будет всего лишь тщательно утрамбовать и начинать организовывать устройство основания.
Если же постель под бетонные плиты состоит из таких природных составов, как торф, глина или представляет собой наносной грунт, отличающийся тем, что способен удерживать влагу в больших объемах и в течение длительного времени. Что напрочь отрицает то, что здесь присутствует технология природного дренажа. Решать эту проблему придется с использованием некоторой техники. Она нужна будет для того, чтобы снять почву, слоем до 15 см. Определить тип почвы и его несущую способность помогут специалисты, решение которых сможет ускорить строительство, если, конечно, в нем будут данные о не содержащих жидкость грунтах.
Правильно выбранный грунт и грамотно заложенное основание обеспечит эффективный дренаж бетонных плит и исключит частый и весьма неприятный ремонт дорог из бетонной смеси и их покрытие. После того, как земельные работы закончатся, нужно заняться профилированием дорог из бетона до необходимой высоты, размер которой может быть чуть ниже или выше – мм на 25. Для того чтобы технология дренажа функционировала еще лучше, нужно постараться выдержать уклон, строительство которой ведется для создания комфортного подъезда к дому. Специалисты рекомендуют делать следующий уклон – один мм на каждые 5 см.
Дренаж и утрамбовка грунта
Готовый бетон нужно вручную распределить вдоль ребер дороги и скрупулезно заполнить все появляющиеся пустоты.
В тех местах, где бетонные плиты укладываются в промежутки между домом и гаражом, для осуществления дренажа лучше начать строительство ливневого отстойника. В этом случае устройство ливневой канализации подразумевает использование дренажной трубы, диаметр которой более 10 см. Ее функция состоит в сбрасывании поступающей воды наружу или же в организованный коллектор ливневки. Устройство уплотнения грунта, на который будет укладываться бетон для дороги или плиты, должно отличаться высоким уровнем прочности, который зависит от того, насколько он уплотнен. Проверить данную характеристику постели можно посредством втыкания гладкого стального прута, толщиной не более 12 мм. Данные действия необходимо осуществлять через незначительное расстояние. Должная плотность грунта под устройство дороги из бетона, как показывает технология строительства, не позволяет проталкиванию прута на глубину ниже чем 60-70 см.
Если же во время проталкивания прута в грунт сопротивление почвы чувствуется только на первых 20 см, а далее входит в землю свободно, то нижние слои грунта не имеют достаточного уплотнения. Таким дорогам из бетона будет требоваться частый ремонт, так как подушка будет проседать, трескаться, и приведет рано или поздно, к разрушениям и бетона для дороги и всего полотна. Более того, и основание для бетона под и сама постель, должно включать в свое устройство материалы, препятствующие просачиванию воды вверх, непосредственно к дороге. В случае поступления влаги под плиты, сделанные из бетона, скопившаяся влага при замерзании в холодное время года, будет расширяться, и, в конце концов, приведет к вспучиванию плиты. Роль подобного материала, спасающего устройство плиты от разрушений, блестяще выполнит крошка из старого бетона, которую следует хорошенько утрамбовать. Уклона можно добиться тогда, когда технология ее строительства включает организацию опалубки.
Технология опалубки
После того, как этап уплотнения грунта и основания для установки плиты для дороги из смеси бетона, завершился, можно приступить к следующему этапу, которым является устройство опалубки. Здесь важно обратить внимание на толщину полотна бетона, от которой напрямую зависит то, доски с каким сечением будут необходимы в работе. Если плиты планируется залить толщиной в 100 мм, то опалубку придется делать из пиломатериала, сечение которого не должно превышать 50 x 100 мм. А при более толстом слое бетона для дороги, например, она будет равна 150 мм, то доски должны обладать следующим сечением – 50 мм на 150 мм.
Ход работ
Если вдруг во время эксплуатации плиты из бетона для дорог дадут трещины, то обычный ремонт покрытия тут вряд ли поможет.
Технология крепления опалубки должна быть организованна при помощи металлических вешек. Доски для этого подойдут любые, например, оставшиеся у вас после того, как вы сделали ремонт. Их можно предварительно покрыть специальным составом, который обеспечит их легкое отсоединение от бетона для дороги, по мере его застывания. После того, как устройство опалубки завершится, нужно будет нивелировать слой грунта в основании до точного показателя уклона, после чего все это устройство нужно будет плотно утрамбовать. Потом рекомендуется углубить на несколько сантиметров края устраиваемой дороги. Добавив толщины краям, обеспеченному путем утолщения по всему периметру плиты, поможет увеличить площадь опоры дороги и обеспечит защиту грунта, расположенного рядом с бетоном для дороги, от эрозии. Для того чтобы усилить ребра плит, технология позволяет заложить в них арматуру, чьи размеры и, соответственно, уровень прочности, превышают нормы, которые подразумевает строительство дорог, в два раза.
Устройство швов
Хорошим ходом в процессе заливания, станет установка температурных швов, благодаря которым будет обеспечено перемещение плиты создаваемой дороги из бетона, в зависимости от погодных условий. Эти швы еще называют швами расширения, и устраивают их перед этапом укладывания бетона. Подобное устройство позволяет перемещаться как по горизонтали, так и по вертикали, этому способствуют свойства используемого бетона для дорог, расширяться или сжиматься при температурных изменениях, ведь грунтовые условия под ним бетоном для дороги, тоже изменяются. В этой связи необходимо обеспечение полного разделения заливочных секций.
В случае, когда устройство бетонной дороги организуют на частном участке, отличающемся большими размерами, температурные швы можно заложить между строящейся дорогой и ведущей к дому дорожкой, которая располагается сбоку.
Опять же, между дорогой и площадкой на которой расположился гараж или какая-либо другая садовая постройка, ну, и конечно, между плитами этой дороги, которые являются основными. А в случае, когда дорога, к которой будет примыкать подъездная, то есть дорога общего пользования, тоже имеет бетонное устройство, то между ними нужно тоже устроить шов расширения.
Этот тип швов изготавливают из небольшого слоя материала, способного поглощать энергию. Например, пропитанный битумом лист ДВП, слой пластика, деревянный, пробковый или сделанный из резины вариант шва. Устроенный таким образом шов, целесообразно сверху закрыть, например, крышкой из пластика, которую следует установить заподлицо с поверхностью плит. После того, как весь бетон застынет, пластиковую крышку можно будет снять и заполнить верхнюю часть температурного шва герметиком. Обеспечивая устройство температурных швов, которые способствуют движению плит из бетона, ни в коем случае нельзя забывать о том, что располагать швы нужно, максимум, на расстоянии 12 метров друг от друга.
Если вдруг во время эксплуатации плиты из бетона для дорог дадут трещины, то обычный ремонт покрытия тут вряд ли поможет. Причина будет лежать намного глубже – в основании, на которое производилась заливка бетона для дороги. Ведь, недостаточно плотно утрамбованная подушка, с находящимися на ее поверхностями камнями, будет ограничивать движение плиты и, соответственно, приведет к разрушениям плит и швов между ними. Температурные швы важно включать в устройство дороги еще и из-за того, что они могут служить в качестве амортизаторов на стыке плиты из бетона для дороги, обеспечивающей комфортный подъезд автомобиля к дому с примыкающими к ней сооружениями участка, например, с дорожкой и гаражом или сараем.
Выбор арматуры
Арматура, использование которой предполагает технология данного строительства должна представлять собой сетку из металла, площадь ячейки которой равна 150 кв. мм. Такой выбор арматуры позволит избежать расширений и распространения трещин в бетоне, используемом для дороги по направлению в горизонтальной плоскости. Укладывать металлическую сетку нужно в процессе заливки бетона для дороги на высоте, примерно в 30-40 мм от нижней плоскости устраиваемой плиты. Для этого на данном уровне нужно разровнять бетон и по нему устелить имеющуюся арматурную сетку, для удобства, можно использовать такое устройство, как фиксаторы. Затем заливаете оставшийся у вас бетон. Сетку можно купить абсолютно новую или позаимствовать у приятелей, которые сделав ремонт палисадника, сняли, например, рабицу.
Требования к бетону
От того, бетон какого качества используется в момент, когда ведется устройство дороги из бетона, зависит не только ее внешний вид, но и как скоро придется делать ремонт покрытия. Качество бетона определяется по шкале измерения, имеющей количественные показатели от 1 до 12. При этом единице соответствует сухая бетонная смесь и уровень его влажности возрастает с увеличением числа. В качестве бетона для дорог подойдет вариант с показателем влажности, равным 4 или 5. Устройство этой смеси облегчит процесс укладывания бетона, да и работать с ней придется довольно быстро, чтобы не дать бетонной смеси подсохнуть. Добавлять воду в таких случаях не рекомендуют, так как это может значительно понизить уровень прочности, который она способна изначально гарантировать.
Готовый бетон нужно вручную распределить вдоль ребер дороги и скрупулезно заполнить все появляющиеся пустоты. Старайтесь разгрести бетон к самой высокой точке в опалубке, откуда он уже сам будет продвигаться в те участки, где еще нужна смесь. Теперь принимайтесь за выравнивание поверхности бетонной дороги. Делать это надо очень внимательно, не забывая время от времени подравнивать вручную ребра.
Потом придется подождать, когда с поверхности создаваемой плиты исчезнет вся влага и убедиться, что бетон достаточно прочный для того, чтобы выдержать вес одного рабочего. Его задачей будет, стоя на наколенниках, сперва, разметить и разделать усадочные швы, которые отличают имеющие слабости места, для того, чтобы формирование трещин получалось только вдоль шва, а не в произвольном порядке. После того, как этап отделки покрытия закончится, нужно будет распылить по получившейся поверхности смесь из затвердевающего герметика. Она обезопасит дорогу от чересчур быстрого испарения воды, позволив ей высохнуть равномерно и постепенно. Это повысит прочность итогового покрытия и в таком случае вы сможете не делать ремонт еще долгое время. Более того, бетон, при таком способе просыхания, еще и не будет поглощать влагу из атмосферы в период застывания.
Слишком частый ремонт автомобильных дорог и трасс говорит о том, что качество используемой при их строительстве бетонной смеси недостаточно хорошее. Возможно дело и не в качестве вовсе, а в нарушениях процесса ее устройства. В любом случае, косметический ремонт трасс делают чуть ли не каждый год, но проблему это полностью не решает. Отчего еще может зависеть столь часто происходящий ремонт дорог? Никто, наверное не ответит на этот вопрос объективно и он навсегда останется открытым.
Где мне нужно использовать суставы?
Выберите категорию FATQ в раскрывающемся меню.
Нажмите здесь, чтобы загрузить нашу публикацию по этой теме (IS400P)Введение
Изоляционные и компенсирующие швы учитывают ожидаемые дифференциальные горизонтальные и вертикальные перемещения, которые возникают между дорожным покрытием и конструкцией. Их цель — позволить движение, не повреждая прилегающие конструкции.Сокращенные или управляющие суставы также поглощают некоторые движения; однако их основная функция — контролировать расположение и геометрию естественного рисунка трещин в бетонной плите. Поскольку на характеристики покрытия может существенно повлиять запланированное использование и расположение изоляционных и компенсационных швов, при их проектировании следует проявлять осторожность. Хотя эти термины иногда используются как синонимы, изоляционные швы не являются компенсационными швами.
Изоляционные швы изолируют тротуар от конструкции, другой мощеной площадки или неподвижного объекта.Изолирующие швы включают швы на всю глубину и ширину, обнаруженные на опорах моста, на перекрестках или между старым и новым тротуарами. Термин изоляционный шов также применяется к швам вокруг конструкций в дорожном покрытии, таких как дренажные отверстия, люки, опоры и осветительные конструкции.
Деформационные швы — это швы на всю глубину и ширину, размещаемые через равные промежутки времени вдоль дорожного покрытия, обычно от 50 до 500 футов (15 — 150 м) с усадочными швами между ними. Это устаревшая практика, которая позволяет плитам перемещаться, а поперечные сужающие швы открываться слишком широко, вызывая перекачивание швов, скалывание и разрушение углов.Существует всего несколько обстоятельств, при которых использование компенсаторов необходимо, но в целом их следует избегать из-за связанных с ними проблем.
Изолирующие соединения
Изоляционные швы уменьшают сжимающие напряжения, которые возникают на Т- и несимметричных перекрестках, пандусах, мостах, фундаменте зданий, водоотводных отверстиях, люках и везде, где может иметь место дифференциальное движение между дорожным покрытием и конструкцией.Они также размещаются рядом с существующими покрытиями, особенно когда невозможно или нежелательно совмещать места стыков в более старом покрытии. Изолирующие швы должны иметь ширину от ½ до 1 дюйма (от 12 до 25 мм). Большая ширина может вызвать чрезмерное движение. Они заполнены предварительно сформированным материалом-заполнителем для предотвращения проникновения несжимаемых жидкостей.
Изолирующие соединения, используемые в таких конструкциях, как мосты, должны иметь дюбели для передачи нагрузки. Конец дюбеля должен быть оборудован расширительным колпачком с закрытым концом, в который дюбель может перемещаться при расширении и сжатии соединения.Колпачок должен быть достаточно длинным, чтобы покрывать 2 дюйма (50 мм) дюбеля, и иметь подходящий упор, чтобы удерживать конец колпачка на расстоянии не менее ширины изоляционного шва плюс дюйма (6 мм) от конца дюбель-планка. Колпачок должен плотно прилегать к дюбелю и быть водонепроницаемым. Половина дюбеля с закрытым концом должна быть покрыта для предотвращения склеивания и обеспечения возможности горизонтального перемещения.
Изолирующие швы на Т-образных и несимметричных перекрестках или пандусах не закрепляются штифтами, так что горизонтальные перемещения могут происходить без повреждения примыкающего покрытия.Негабаритные изоляционные швы обычно выполняются с утолщенными краями для уменьшения напряжений, возникающих на дне плиты. Примыкающие кромки обоих покрытий должны быть утолщены на 20 процентов, начиная с конуса на расстоянии 5 футов (1,5 м) от стыка. Заполнитель изоляционного шва должен полностью проходить через всю плиту с утолщенной кромкой.
Изоляционные швы, используемые на водоприемниках, колодцах и осветительных конструкциях, не имеют утолщенных кромок или дюбелей.
Заполнитель швов заполняет зазор между плитами и должен быть непрерывным от одного края покрытия до другого и через участки бордюра и желоба.Этот наполнитель обычно представляет собой неабсорбирующий, нереакционноспособный, неэкструдированный материал, который обычно изготавливается либо из вспененного каучука с закрытыми порами, либо из обработанного битумом волокнистого картона. Никакая пробка или полоска бетона не должны выступать над, под, сквозь, вокруг или между частями заполнителя, иначе это приведет к растрескиванию бетона. После затвердевания бетона верхнюю часть наполнителя можно углубить примерно на mm дюйма (20 мм) ниже поверхности плиты, чтобы оставить место для последующего размещения герметика для швов.
Расширительные швы
В прошлом некоторые инженеры использовали различные комбинации расстояний между компенсационными и усадочными швами, пытаясь уменьшить сжимающие напряжения в дорожном покрытии и предотвратить взрывы, которые возникали в жаркие летние дни. К сожалению, такая практика привела к другим сбоям и в целом плохим характеристикам дорожного покрытия. В 1940 году Бюро публичных рекордов США провело серию испытаний для оценки компенсаторов.Эти испытания показали, что компенсационные швы с годами постепенно закрываются, вызывая большие отверстия в близлежащих сужающих швах. Это привело к растрескиванию, потере сцепления с заполнителем и повреждению герметика, что, в свою очередь, позволило воде и несжимаемым веществам проникнуть в стык, что привело к перекачке, разломам и угловым разрывам. В результате был сделан вывод, что компенсационные швы не должны использоваться в бетонных покрытиях, построенных из обычных заполнителей при нормальных температурах, с усадочными швами, расположенными на расстоянии менее 60 футов (18 м).
Хороший дизайн и конструкция компенсаторов практически исключают необходимость в компенсаторах, за исключением особых условий. Неправильное использование компенсаторов может привести к высоким затратам на строительство и техническое обслуживание, росту покрытия и проблемам, перечисленным выше. Устранение ненужных компенсационных швов сводит к минимуму поломки, а дорожное покрытие обеспечивает лучшую производительность.
Деформационные швы для дорожного покрытия необходимы только когда:
- Тротуар разделен на длинные панели (60 футов (18 м) или более) без усадочных швов между ними.
- Тротуар сооружается при температуре окружающей среды ниже 40F (4C).
- Допускается проникновение в усадочные швы несжимаемых материалов большого размера.
- Дорожное покрытие изготовлено из материалов, которые в прошлом демонстрировали высокие характеристики расширения.
В большинстве случаев эти критерии не применяются. Следовательно, компенсаторы обычно не используются.
Деформационные швы в бетоне: характеристики и назначение
Бетон не является эластичным веществом, поэтому он не изгибается и не растягивается без разрушения. Эта конкретная характеристика полезна, а иногда и вредна. Его высокая прочность на сжатие и твердость делают бетон пригодным для использования в строительстве. Однако бетон при расширении и усадке движется, из-за чего элементы конструкции немного смещаются.
Зачем нужны компенсационные швы в бетоне
Чтобы предотвратить вредное воздействие из-за движения бетона, в бетонную конструкцию включают несколько компенсационных швов, включая фундаменты, стены, компенсационные швы на крышах и тротуарную плитку.Эти соединения необходимо тщательно спроектировать, расположить и установить. Гибкие компенсаторы в основном предназначены для смягчения изгибных напряжений. Эти напряжения возникают из-за вертикальных перемещений объектов, прилегающих к жестким компонентам фундамента, таким как колонны или фундаменты. Если плита расположена рядом на поверхностях, превышающих одну грань, потребуется компенсационный шов для уменьшения напряжений. Например, если плита расположена между двумя конструкциями, необходим компенсатор, примыкающий к лицевой стороне одного здания.Бетонный герметик можно использовать для заполнения щелей, образовавшихся от трещин.
Изображение предоставлено: commons.wikimedia.org
Характеристики компенсирующих швов
Деформационные швы допускают тепловое сжатие и расширение без создания напряжений в элементах. Деформационный шов предназначен для безопасного поглощения расширения и сжатия нескольких строительных материалов, поглощения вибраций и допуска смещения грунта из-за землетрясений или оседания грунта. Деформационные швы обычно располагаются между участками мостов, тротуарной плиткой, железнодорожными путями и системами трубопроводов.Изменения погоды в течение года вызывают колебания температуры, которые вызывают расширение и сжатие бетонной тротуарной плитки, фасадов зданий и трубопроводов. Компенсаторы встроены, чтобы выдерживать нагрузки. Деформационный шов — это просто разрыв между сегментами из одного и того же материала. В конструкции из бетонных блоков компенсационные швы выражаются как контрольные швы.
Деформационные швы для дорог и мостов
Бетонные деформационные швы на дорогах и мостах создаются в асфальте или бетоне, чтобы обеспечить расширение и сжатие материала из-за
изменений температуры или движения дороги или моста.Стыки разрезаются в конструкциях с одинаковыми интервалами, чтобы предотвратить развитие трещин или расколов. Дорожные компенсаторы обычно герметизируются горячей смолой, холодным герметиком или компрессионным герметиком. Кроме того, эти соединения образуются путем блокировки металлических краев. Арматурные стержни также используются для обеспечения возможности движения. В большинстве случаев, если движение предотвращено, дороги или мосты могут потрескаться или прогнуться. Компенсаторы позволяют контролировать движение.
Изображение предоставлено: commons.wikimedia.org/magninhugo
Установка деформационных швов
Площадка подготовлена для заливки бетона и установки деформационных швов в плитах. Индивидуальный компенсатор создается путем вставки гибкого материала, проходящего по длине стыка. Подходящие инструменты используются для проделывания канавок в заливном бетоне для размещения шовных материалов. Глубина компенсационного шва обычно составляет одну четвертую толщины плиты или больше, если необходимо.Зазор компенсационного шва зависит от типа плиты, например, плавающий пол, тротуар для транспортных средств, тротуар или фундамент из монолитной плиты. На это также влияют размеры плиты, тип бетона и используемые армирующие материалы. В деформационных швах могут образоваться трещины в бетоне из-за неправильного перемешивания или отверждения бетона. Эти условия вызывают усадку между компенсаторами и могут образовываться трещины.
Ссылки
Отделение бетонной кладки, Университет Дели
Расширительные швы в зданиях, National Academic Press
Управляющие соединения, Сиднейский университет
% PDF-1.6 % 1639 0 объектов> эндобдж xref 1639 161 0000000016 00000 н. 0000005855 00000 н. 0000006063 00000 н. 0000006195 00000 н. 0000006232 00000 н. 0000006541 00000 н. 0000006578 00000 н. 0000006718 00000 н. 0000006858 00000 н. 0000007270 00000 н. 0000007753 00000 н. 0000008003 00000 н. 0000008247 00000 н. 0000008325 00000 н. 0000009189 00000 н. 0000009926 00000 н. 0000010660 00000 п. 0000011563 00000 п. 0000012489 00000 п. 0000013336 00000 п. 0000014230 00000 п. 0000014926 00000 п. 0000014979 00000 п. 0000015055 00000 п. 0000015129 00000 п. 0000015218 00000 п. 0000015299 00000 п. 0000015361 00000 п. 0000015485 00000 п. 0000015540 00000 п. 0000015726 00000 п. 0000015873 00000 п. 0000015928 00000 п. 0000016066 00000 п. 0000016230 00000 п. 0000016376 00000 п. 0000016431 00000 п. 0000016579 00000 п. 0000016734 00000 п. 0000016821 00000 п. 0000016876 00000 п. 0000016954 00000 п. 0000017148 00000 п. 0000017295 00000 п. 0000017350 00000 п. 0000017488 00000 п. 0000017651 00000 п. 0000017749 00000 п. 0000017804 00000 п. 0000017891 00000 п. 0000017990 00000 п. 0000018045 00000 п. 0000018145 00000 п. 0000018207 00000 п. 0000018309 00000 п. 0000018370 00000 п. 0000018470 00000 п. 0000018524 00000 п. 0000018619 00000 п. 0000018673 00000 п. 0000018777 00000 п. 0000018837 00000 п. 0000018892 00000 п. 0000018992 00000 п. 0000019047 00000 п. 0000019162 00000 п. 0000019217 00000 п. 0000019321 00000 п. 0000019376 00000 п. 0000019478 00000 п. 0000019533 00000 п. 0000019642 00000 п. 0000019697 00000 п. 0000019752 00000 п. 0000019856 00000 п. 0000019911 00000 п. 0000020025 00000 н. 0000020188 00000 п. 0000020279 00000 н. 0000020334 00000 п. 0000020418 00000 п. 0000020473 00000 п. 0000020584 00000 п. 0000020639 00000 п. 0000020694 00000 п. 0000020749 00000 п. 0000020804 00000 п. 0000020923 00000 п. 0000020978 00000 п. 0000021090 00000 н. 0000021145 00000 п. 0000021259 00000 п. 0000021314 00000 п. 0000021445 00000 п. 0000021500 00000 п. 0000021633 00000 п. 0000021688 00000 п. 0000021820 00000 н. 0000021875 00000 п. 0000021930 00000 п. 0000021985 00000 п. 0000022088 00000 п. 0000022143 00000 п. 0000022243 00000 п. 0000022298 00000 п. 0000022397 00000 п. 0000022452 00000 п. 0000022507 00000 п. 0000022603 00000 п. 0000022658 00000 п. 0000022750 00000 п. 0000022906 00000 п. 0000022991 00000 п. 0000023046 00000 п. 0000023150 00000 п. 0000023205 00000 п. 0000023316 00000 п. 0000023371 00000 п. 0000023480 00000 п. 0000023535 00000 п. 0000023635 00000 п. 0000023690 00000 п.
Типы стыков бетонных конструкций, Жесткое покрытие,
Что такое стыки цементобетона тротуарная?
Эффективная система стыков — важнейший признак успешного функционирования цементобетонной дороги.Стяжки и дюбели предназначены для поддержания прочности покрытия в местах стыков, а также служат в качестве устройств для передачи нагрузки.
Типы
Швы в цементных строительных покрытиях- Швы поперечные.
- Швы продольные.
- Деформационные швы.
- Суженные суставы.
- Шарнирные или шарнирные соединения.
- Строительные швы.
Деформационные швы представляют собой пространство, в которое можно расширить покрытие.Эти соединения снимают сжимающее напряжение, возникающее в бетонной плите из-за расширения. Деформационные швы также снимают напряжения, вызванные конструкцией и короблением.
Типы деформационных швов бетонная конструкция Усадочные швыУсадочные швы снимают напряжение, возникающее в бетоне из-за усадки. Они предотвращают образование неравномерных трещин, а также снимают напряжения из-за коробления.
Усадочные швы должны быть спроектированы так, чтобы допускать смещения между обеими сторонами плиты, но в то же время они должны передавать изгибные напряжения, возникающие в плите под действием внешних нагрузок.
Швы с перекосомШвы с деформацией снимают напряжения из-за эффекта коробления, возникающего в плите. Эти стыки обычно используются для продольных стыков, разделяющих дорожное покрытие на полосы движения.
Бетонная плита имеет тенденцию к короблению из-за разницы температур между верхом и низом плиты.
В 12 часов дня температура на верхней поверхности плиты будет выше, чем на нижней. Это приводит к тому, что верхние волокна плиты расширяются в большей степени, чем нижние волокна, и плита деформируется вниз по краям.
Точно так же в 12 ночей температура нижней части плиты выше, чем температура верхней части плиты, и плита деформируется вверх по краям.
Строительные швыИз-за прерывания непрерывного бетонирования, в конце рабочего дня или иным образом, необходимо обеспечить шов.
В неармированном бетонном покрытии предусмотрена анкерная штанга для предотвращения раскрытия стыка.
У железобетонного покрытия арматура должна выступать не менее 0.3 м за концом этого стыка.
Строительный шов Типы швов бетонная конструкцияИзолирующие швы
Изолирующие швы имеют одно очень простое назначение — они полностью изолируют плиту от чего-либо еще. Это может быть стена, колонна или водосточная труба. Вот несколько моментов, которые следует учитывать при изоляционных соединениях.
Продольные стыкиЭти стыки предназначены для предотвращения продольных трещин и позволяют строить дорогу подходящей ширины.
Обычно используются шарниры деформируемого типа, при этом не предусматривается поперечное расширение и сжатие дороги.
Продольный шов Типы швов бетонная конструкцияДве основные причины продольного растрескивания
- Высокое напряжение коробления
- Значительные колебания влажности почвы под краем дороги, чем под центром дороги, в случае глинистого грунта.
Компенсационные швы обычно заполняются с точностью до 2.5 см поверхности плиты сжимаемым материалом для заполнения швов.
- Эластичный, чтобы его можно было сжать без растяжения, и он должен восстанавливать свой исходный размер после снятия сжимающей нагрузки.
- Он не должен портиться при изменении влажности и температуры.
Назначение герметика для стыков — герметизация стыков от проникновения воды и песка без ущерба для беговой поверхности дороги.
Уплотнительный материал
- Смесь битумно-резиновая.
- Состав битумный окисленный флюсовый.
Преимущества размещения строительного шва
- Свободное движение пола по горизонтали
- Ограниченное вертикальное движение
- Оптимальная передача нагрузки
- Защита кромок
- Защита кромок
- Предотвращение трещин, образующихся из-за температурных колебаний
- Правильная стыковка между двумя бетоном
Также прочтите
Seal or no Seal? Это вопрос
Споры продолжаются, но вот несколько советов, которые помогут определить наиболее эффективную стратегию для вашего агентства, будь то уплотнение или отсутствие уплотнения, в отношении характеристик дорожного покрытия и стоимости жизненного цикла.
В конечном итоге, стоит ли агентству заделывать компенсационные швы из распиленного бетона и поддерживать герметичность в течение всего времени?
Как это ни парадоксально — с учетом начальных затрат и стоимости обслуживания уплотнений — не все инженеры считают, что герметизация бетонных компенсаторов экономически выгодна во всех областях применения, во всех местах и климатических условиях.
По мере затвердевания на стандартном бетонном покрытии образуются трещины. Тротуар всегда будет трескаться при застывании. Назначение «контрольного» шва, пропиленного в застывшие или «зеленые» плиты, состоит в том, чтобы контролировать места трещин в бетоне по мере его затвердевания, то есть вдоль пути наименьшего сопротивления пропиленного шва.Однако ниже стыка может происходить эрозия основания, и плиты могут иметь трещины, что приводит к сколам на краях стыка и массивному растрескиванию плиты.
Поскольку распиленные швы для контроля трещин представляют собой точку проникновения воды и несжимаемых веществ в конструкцию и основание дорожного покрытия, большинство дорожных агентств считает, что они должны быть герметизированы, чтобы вода и мусор не попадали в конструкцию.
Однако в 1990 году Департамент транспорта штата Висконсин (WisDOT) ввел политику, отменяющую герметизацию стыков портландцементного бетона (PCC) при новом строительстве и техническом обслуживании.
Перед герметизацией горячей заливкой продольный шов очищается от мусора и мелких частиц.Позиция штата Висконсин относительно отрицательной экономической эффективности герметизации стыков была резюмирована в техническом документе 2002 года Стивена Шобера из WisDOT под названием The Great Unsealing: A Perspective on PCC Joint Sealing (Google, название для просмотра). Этот документ последовал за презентацией Шобера и Терри Рутковски на заседании Американского института бетона (ACI) в 1996 году — «Влияние герметизации соединений PCC на общие характеристики дорожного покрытия», которое вызвало бурю споров, которая продолжается и по сей день, поскольку существует множество доказательств обратного.
Если вопрос заключается в том, когда и где герметизировать или не герметизировать, то отрасль по консервации бетонного покрытия работает сверхурочно, чтобы предоставить дорожным агентствам информацию, необходимую им для принятия этого решения самостоятельно.
«Часть нашей миссии — вернуть на рынок много базовой информации», — сказал Скотт Эйлкен, владелец компании «Бриджвью», штат Иллинойс, Quality Saw & Seal Inc., и сопредседатель группы Seal / No Seal Group. Промышленная рабочая группа, занимающаяся исследованием эффективности герметизации бетонных деформационных швов.
Другими сопредседателями Seal / No Seal являются Чарли Грэди, директор международной группы Crafco, Inc., и Джон Робертс, исполнительный директор Международной ассоциации канавок и шлифования (IGGA).
«Все производители проделывают огромную работу по размещению информации на своих веб-сайтах, но по какой-то причине мы получаем лучшие результаты, собирая объективную информацию в одном месте», — говорит Эйлкен Better Roads. «Мы не хотим никого обижать, должны ли они герметизировать стыки.Все, что мы пытаемся сделать, — это вернуть на рынок основательную, основанную на здравом смысле информацию. Это включает в себя практику установки, чтобы убедиться, что герметики заправляются правильно ».
Таким образом, группа Seal / No Seal Group выполняет роль центра обмена информацией по герметизации стыков PCC. «Мы добились больших успехов в этих усилиях и продолжим в будущем», — говорит Эйлкен. «Наша цель — собрать много базовой информации и распространить ее в отрасли».
Большая часть информации, которую предоставляет группа, является результатом исследований, предпринятых группой.«[T] он Seal / No Seal Group работает на определении наиболее эффективной стратегии (т.е. уплотнение или отсутствие уплотнения), как с точки зрения дорожного покрытия производительности и стоимости жизненного цикла и связанных с ними конструкции, эксплуатационных и экологических условий», его миссия в заявлении говорится.
Примером этой ранней работы было исследование, проведенное инженерами-консультантами Wiss Janney Elstner, Northbrook, Illinois, которое перед выпуском находится на окончательной проверке заинтересованными сторонами Seal / No Seal. «Они изучили и предоставили нам параметры того, как правильно устанавливать герметики», — говорит Эйлкен.«Мы пытаемся дать отрасли простые и легкие инструменты, чтобы убедиться, что герметики достаточно сухие и достаточно чистые».
История Висконсина
Согласно Шоберу в The Great Unsealing, исследования швов и герметиков покрытий PCC должны быть направлены на решение следующих трех проблем:
• Улучшает ли герметизация стыков общие характеристики дорожного покрытия?
• Если да, то насколько это рентабельно?
• И если это рентабельно, какую систему герметика следует использовать?
«[WisDOT] изучает влияние герметизации стыков / трещин PCC на общие характеристики дорожного покрытия в течение 50 лет», — писал Шобер в 2002 году.«К 1967 году имелась обширная документация о том, что заполнение и повторное заполнение усадочных швов не оказывает положительного влияния на характеристики дорожного покрытия. К 1984 году был сделан вывод, что покрытия с негерметичными стыками имеют лучшие общие характеристики (повреждение, плавность хода, целостность материалов), чем покрытия с герметичными стыками. В 1990 году компания WisDOT приняла политику отказа от герметизации стыков PCC (при новом строительстве и обслуживании) ».
В то время политика «отсутствия пломб» экономила Висконсину 6 миллионов долларов в год без потерь в характеристиках дорожного покрытия и с повышенной безопасностью и удобством для клиентов, говорит Шобер.«Вся проблема уплотнения PCC начинает решаться на национальном уровне, обеспечивая отсутствие ложных предположений и с учетом потребностей клиента».
Шобер пришел к выводу, что усадочные швы PCC следует оставлять незапечатанными и распиливать как можно более узко, и что будущие исследования шоссе должны быть сосредоточены на потребностях пользователей. «Это означает, что основным критерием оценки для исследований швов и герметиков должны быть общие характеристики дорожного покрытия», — говорит Шобер.
То, что Висконсин не герметизирует соединения PCC, резко отличается от общепринятой практики.«Сегодня 96 процентов государственных агентств, занимающихся строительством и обслуживанием бетонных дорог, и всех агентств, занимающихся строительством и обслуживанием бетонных покрытий в аэропортах, требуют герметизации стыков для новых покрытий», — считает Американская ассоциация бетонных покрытий (ACPA).
Дебаты не утихают
Однако споры были настолько острыми, а возможность сократить расходы за счет отказа от герметиков настолько соблазнила агентства, что вопрос герметизации по сравнению с отсутствием герметизации никуда не делся.
Мокрая распиловка алмазным диском расширяет и стирает стыки, предотвращающие образование поперечных трещин перед герметизацией.«Когда промышленность начала пересматривать герметизацию бетонных швов — некоторые из которых были необъясненной реакцией или проводились без какой-либо информации — мы поняли, что пришло время получить информацию в полевых условиях, которая раз и навсегда ответит на вопрос, есть ли там имеет значение для герметизации швов в наших бетонных покрытиях », — говорит Эйлкен. Это привело к созданию группы Seal / No Seal Group пять лет назад.
«Уместным вопросом в отрасли является то, насколько хорошо герметики работают для улучшения характеристик дорожного покрытия», — заявляет APCA. «Этот вопрос остается по большей части без ответа и является сутью вопроса о том, следует ли герметизировать швы бетонного покрытия».
По заявлению ACPA,государственных DOT «приступают к делу» по размещению участков для проведения испытаний на герметичность. «Многие просто не используют герметик в некоторых частях проекта», — говорится в сообщении. «Эти разделы являются кандидатами на всестороннее изучение. После достаточного времени и изучения результатов будет установлена связь между герметизацией стыков с использованием современных материалов и характеристиками дорожного покрытия.”
По словам Эйлкена, с асфальтовым покрытием такой проблемы не возникает. «Мы знаем, что есть тысячи отчетов, которые показывают ценность заделки трещин в продлении срока службы гибких покрытий», — говорит он Better Roads. «Нам нужно было ответить на тот же вопрос о бетонных покрытиях».
Удаление кернов на поврежденных стыках помогает выявить причины разрушения.По мнению ACPA, недостающее звено — это исследования. «В течение многих лет исследования, связанные с технологией герметиков, основывались на предположении, что герметики способствуют улучшению характеристик дорожного покрытия», — отмечает ACPA, и это окрашивает результаты.«К сожалению, это предположение направило исследования таким образом, что осталось очень мало ощутимых доказательств влияния герметиков на общие характеристики дорожного покрытия. Точно так же большая часть эволюционной работы с герметиками была произведена на более старых конструкциях дорожных покрытий и с использованием более старых герметизирующих материалов ».
На взлетно-посадочной полосе калифорнийского аэропорта продольные швы были проложены и заполнены горячим герметиком перед нанесением модифицированного полимером тонкого покрытия.Wisconsin DOT — единственное агентство, которое предоставляет исчерпывающую информацию о влиянии уплотнения на общую производительность, сообщает ACPA.Однако ACPA утверждает, что никто не знает, верны ли выводы WisDOT в другом месте. «Их первоначальные исследования необходимо расширить до национального масштаба, чтобы количественно оценить различия в различных климатических условиях, почвенных условиях, бетонных конструкциях, конструкциях дорожного покрытия, применении [и] современных уплотнительных материалах», — заявляет ассоциация.
Печать для тебя, но не для меня
Хотя Департамент транспорта штата Висконсин не герметизирует свои высокоуровневые высокоскоростные швы бетонных покрытий, он разрешает соответствующие фонды для герметизации швов на местных, низкоскоростных и низкоуровневых покрытиях, если местное агентство примет такое решение.
После операции нарезания канавок поперечный стык Теннесси ожидает герметизации. Исследованияпоказывают, что высокоскоростное движение позволяет высасывать мелкие агрегаты, несжимаемые материалы и мусор из стыков, но не работает на более медленных дорогах, говорит Эйлкен, и интерес к герметизации стыков на более медленных скоростях сохраняется. Приложения. С этой целью Эйлкен отправился в Висконсин в феврале, чтобы описать передовой метод герметизации швов на семинаре Висконсинской ассоциации бетонных покрытий.
Новая спецификацияWisconsin, 4-21.6 Очистка и герметизация стыков, от июля 2013 г., недвусмысленно исключает герметизацию бетонных швов, за исключением «проектов на местных автомагистралях, где герметизация швов была запрошена местным правительством и одобрена WisDOT», — говорится в спецификации. .
«WisDOT больше не разрешает отверждение, герметизацию или заполнение швов в бетонном покрытии на автомагистралях, находящихся под их юрисдикцией», — говорится в спецификации. «Местные улицы и дороги, в отношении которых WisDOT несет ответственность только за администрирование проекта (без финансирования проекта), могут быть закрыты стыки, если местное правительство выразило предпочтение герметизации, и WisDOT согласилась.”
Успешно пропиленный контрольный шов, покрытие PCC дает трещины вдоль шва, пропиленного в зеленом или застывающем бетонном покрытии.Отказ WisDOT от герметизации стыков, несмотря на то, что для местного использования, DOT представляет собой учебник, в котором подробно описываются передовые методы герметизации стыков. «Правильная очистка стыков необходима для получения долговременного уплотнения», — настаивает DOT. «В любом случае разрез следует очистить от грязи и высохнуть перед герметизацией. Пил очищается сжатым воздухом или водой под давлением.Убедитесь, что в воздухе или воде нет масла из-за утечек оборудования. Пил должен быть абсолютно чистым, если герметик стыка должен прилипать к боковым стенкам пропила ».
Затем в чистый пропил можно вставить опорный стержень и протолкнуть его на нужную глубину, сообщает WisDOT, чтобы сформировать основу для герметика для швов. Опорный стержень должен плотно прилегать к краям разреза, и следует использовать выбор правильного размера стержня.
«При использовании силиконового шовного материала холодной заливки шов должен быть полностью сухим», — говорится в государственной спецификации.«Если во время герметизации в шве присутствует какая-либо влага, по бокам герметика образуется пленка, препятствующая прилипанию к бетону. После дождя или влажной погоды перед герметизацией необходимо удалить всю влагу из стыка. В специальных положениях контракта будет указано, какой тип герметика следует использовать. План может также содержать специальный подробный чертеж ».
Чаще всего используется силикон холодной заливки. «Хотя силикон холодной заливки является улучшением по сравнению со старыми герметиками, заливаемыми горячим способом, случаются частые отказы», - говорит WisDOT.«Большинство этих отказов можно объяснить ненадлежащей очисткой и сушкой стыка или неправильными процедурами установки».
Проверка многих швов, запечатанных холодным силиконом, показывает, что герметик прилип только к верхнему краю шва, а не по бокам, говорится в спецификации. Грязь или влага по бокам стыка препятствуют склеиванию. Кроме того, вероятно, что во время выдавливания герметика в шов использовалось недостаточное давление, чтобы обеспечить полный контакт со сторонами шва.Для обеспечения надежного контакта стык также необходимо тщательно обработать после выдавливания. Поверхность герметика после обработки должна быть вогнутой вверх и лежать примерно на 1/4 дюйма ниже поверхности дорожного покрытия.
Исследование уплотнений швов
«Необходимость герметизировать швы может зависеть от региона», — говорит Эйлкен. «Когда вы находитесь в регионе с сильным дождем / морозом / оттепелью, мы считаем, что для увеличения срока службы наших бетонных покрытий необходимо герметизировать стыки».
Таким образом, решение по герметикам в засушливых и теплых регионах еще не принято, но исследования Seal / No Seal Group на базах Техасского транспортного института на Колледж-Стейшн должны прояснить это.
«Вероятно, самый большой эффект негерметичного управляющего стыка — это его удар по дорожной базе», — говорит Эйлкен. «У нас есть много различных вариантов конструкции герметичных и негерметичных швов в различных конструкциях дорожного покрытия, которые сейчас проходят исследования. Большая часть этой работы ведется в TTI, где Дэн Золлингер только что завершил отчет Фазы I по оценке эффективности герметика для швов на проникновение влаги и потенциал эрозии. Они измеряют, тестируют и создают модель мастерской, которая может быть продемонстрирована промышленности в отношении того, какой ущерб потенциально может быть нанесен различным типам оснований с протекающей водой.”
Инструмент покажет, что, в зависимости от типа основания, установленного под бетонным покрытием, какой вид эрозии можно ожидать в основании под негерметичным швом.
«Компания TTI провела для нас испытания на испытательном полигоне Seal / No Seal на IL 59 недалеко от Джолиет», — говорит Эйлкен. «Сейчас они пытаются проверить свою модель, которая в случае успеха будет представлена Федеральной дорожной администрации. Если это будет подтверждено, это может изменить все руководство по дизайну, которое использует FHWA. Они также путешествуют по разным местам страны, показывая, как модель может быть проверена и как она может работать.Так что частью этого будет обучение проектировщиков, консультантов, инженеров и дорожных агентств тому, как эта модель работает и может быть применена в их части страны ».
Что касается IL 59, Seal / No Seal сотрудничала с Иллинойским отделением ACPA по проекту испытаний для DOT Иллинойса. Walsh Construction выступила генеральным подрядчиком, а компания Quality Saw & Seal выступила субподрядчиком по контрольной распиловке швов.
«Мы сделали 10 тестовых секций — различных типов герметичных и негерметичных соединений — и компания TTI вышла в сентябре 2013 года и провела первый раунд тестирования этих секций», — говорит Эйлкен.«Они будут выпущены во второй раз в 2014 году, и чтобы убедиться, что модель прошла валидацию должным образом, ее нужно будет периодически посещать, чтобы измерить повреждение или отсутствие повреждений основного материала». Работа может быть распространена на другие регионы.
Эти полевые работы дополняют работу, проводимую на обширном испытательном полигоне TTI в Брайане, штат Техас. Там все исследование Фазы I было сосредоточено на тестовых секциях. «Мы приехали и сделали разные стыки, распилили и запломбировали», — говорит Эйлкен. «Дэн также установил раздвижные системы анкеровки в те тестовые секции, в которых он мог разъединять суставы и соединять их вместе, измеряя различные типы инфильтрации.Он сравнивал горячие разливочные материалы, неопрен, силикон и герметизированные по сравнению с незапечатанными. Вся работа по Фазе I, чтобы посмотреть, можно ли продолжить, была проведена на объекте TTI, и это подготовило почву для Фазы II ».
Кроме того, новое исследование, проведенное в Национальном технологическом центре бетонных покрытий при Университете штата Айова в Эймсе, обнаруживает, что предотвращение попадания влаги и воды в бетонное покрытие является наиболее важной частью головоломки, говорит Эйлкен Better Roads.
«Но здесь не учитывается, идет ли вода сверху вниз или снизу вверх по основаниям», — говорит он.«Это не имеет значения; мы обнаружили, что большая часть разрушения бетонных швов происходит из-за постоянного просачивания воды. Теперь задача состоит в том, чтобы определить, компенсирует ли стоимость герметизации стыков ценность, которую мы получаем от этого с другой стороны ».
Получение ответов для игры
Тем временем группа Seal / No Seal Group получает большой вклад от промышленности и DOT, говорит Эйлкен. «Хотя есть горстка людей, которые пытаются убедиться, что мы идем по тому же пути, — добавляет он, — мы смогли взять множество параметров из ACPA, различных глав штатов и DOT штатов. , так что мы думаем, что у нас есть довольно хорошее направление и мы наконец сможем ввести в игру некоторые ответы, которые могут быть применены к локальным регионам.”
Время и эффективная передача технологий должны прояснить эти проблемы для сегодняшних агентств, владеющих шоссе, и дорожных подрядчиков.
«Возможно, новое исследование снова изменит ожидания, которые инженеры по дорожным покрытиям возлагают на материалы для герметизации швов для новых бетонных покрытий», — заявляет Американская ассоциация бетонных покрытий (ACPA). «Между тем, похоже, что нынешняя практика герметизации поперечных швов с помощью горячей заливки, силикона или компрессионного уплотнения останется неизменной для большинства государственных агентств по всей стране.”V
Для получения дополнительной информации и дополнительных ресурсов посетите
sealnoseal.org, acpa.org, cptechcenter.org ,crete.org или roadwaystandards.dot.wi.gov/standards/cmm/cm-04-21.pdf.
Силиконовый герметик для шоссе, дорог и мостов
Силиконовые герметики для швов превосходят высокие эксплуатационные характеристики при использовании на дорогах и мостах
Проверенные решения для долговременной защиты
Обладая более чем 20-летним сроком службы на проектах по уплотнению шоссе и дорог, компания Dow применяет свой опыт в области силиконовых конструкций на вашу пользу.
Силиконовые герметики для дорожных покрытий идеально подходят для герметизации широкого спектра применений, таких как компенсационные швы, поперечные швы, продольные швы, строительные швы и швы, предотвращающие образование трещин на автомагистралях, дорогах, мостах, настилах мостов, парапетных стенах и других подобных проектах.
Пусть преимущества силикона работают на вас
Предназначен для использования в компенсационных швах, строительных швах и швах с контролем трещин в бетоне, силиконовые герметики Dow для дорожных покрытий:
- Не допускает попадания воды и несжимаемого мусора в стыки, чтобы поддерживать их функции и предотвращать образование трещин, а также предотвращает повреждение при замерзании-оттаивании.
- Устойчивость к УФ-излучению, экстремальным температурам и погодным условиям
- Обеспечивают долговременное уплотнение за счет выдерживания экстремальных движений (термическое напряжение)
- Обладают отличными восстанавливающими характеристиками, что делает их идеальными для использования в суставах с высокой степенью подвижности.
- Превосходят органические альтернативы — силиконы обладают отличной устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, температурам и погодным условиям, что обеспечивает долгий срок службы.
- Создание долговечных, гибких уплотнений из силиконового каучука с низким или сверхнизким модулем упругости с высоким удлинением, способных выдерживать 100-процентное растяжение и 50-процентное сжатие исходной ширины шва
Силиконовые герметики для дорожных покрытий, доступные в различных вариантах продукта, упрощают поиск материала, подходящего для ваших нужд:
- Простые в установке однокомпонентные герметики или двухкомпонентные герметики быстрого отверждения
- Герметики со сверхнизким модулем упругости для швов в бетонных и асфальтовых покрытиях, которые оказывают очень небольшое давление на линию соединения
- Самовыравнивающийся герметик для повышения эффективности
Деформационные швы в мостах и бетонных дорогах Костера, Вальдемара: (1969)
Издательство Maclaren and sons, Лондон, 1969 г.
Об этом товаре
octavo (23 на 14 см) текст из 333 страниц, включая индекс, проиллюстрированный фотографиями и диаграммами, оригинальная синяя ткань, небольшая аккуратная надпись на внутренней стороне обложки, передняя сторона бумаги удалена, в противном случае — яркая, чистая и надежная копия 27.00. Инвентарный номер продавца № 003806Задать вопрос продавцу
Библиографические данные
Заголовок: Деформационные швы в мостах и бетоне …
Издатель: Макларен и сыновья, Лондон
Дата публикации: 1969
Описание магазина
Звонящие из частных помещений приветствуются только по предварительной записи.Посетить витрину продавца
Условия продажи: Мы принимаем Visa / Mastercard или чек в фунтах стерлингов, выписанный в британском банке. Все книги
подлежат возврату за мой счет, если они неправильно описаны.
Условия доставки:
Заказы отправляются в течение 1 рабочего дня. Стоимость доставки указана для книг весом 2,2 фунта или 1 кг. Если ваш заказ на книгу тяжелый или негабаритный, мы можем связаться с вами, чтобы сообщить, что требуется дополнительная доставка.
Список книг продавца
Способы оплаты
принимает продавец