Не ранее чем через 10 сут. с момента открытия движения определяют коэффициент сцепления колеса с покрытием.
При визуальном контроле на готовом покрытии не допускается наличие каких-либо дефектов и загрязнений. Выявленные дефекты устраняют до приемки покрытия в эксплуатацию.
19.7. Правила приемки асфальтобетонных покрытий в эксплуатацию
Приемку работ при устройстве дорожных асфальтобетонных покрытий осуществляют в соответствии со СНиП 3.06.03—85 «Автомобильные дороги», СНиП 3.01.04—87 «Приемка в эксплуатацию законченных строительством объектов», а также ВСН 19—89 «Правила приемки работ при строительстве и ремонте автомобильных дорог».
При приемочном контроле проводят анализ журналов входного и операционного контроля, обрабатывают результаты лабораторных испытаний при текущем и приемочном контроле и записи в рабочих журналах. При необходимости проводят дополнительные испытания.
Готовое асфальтобетонное покрытие не должно иметь просадок, выбоин и иных повреждений, затрудняющих движение транспортных средств, участков выпотевания битума, признаков расслоения слоя, участков с признаками дробления щебня в слое, шелушения слоя и других повреждений.
Контроль линейных параметров дороги следует осуществлять с помощью диагностических лабораторий, курвиметров, рулеток или линеек. Контроль параметров, не имеющих количественной оценки, осуществляют визуально.
На готовом покрытии не допускается наличие каких-либо дефектов и загрязнений. Выявленные дефекты должны устраняться до приемки покрытия в эксплуатацию.
глава 20. строительство цементобетонных покрытий и оснований
20.1. Особенности строительства покрытий с применением минеральных вяжущих
Более 2 тыс. лет назад в Римской империи были построены первые дороги с покрытиями на основе минеральных вяжущих, частично сохранившиеся до наших дней. Каждый слой этой дорожной одежды выполнялся из каменных материалов различной крупности, убывающей от нижнего к верхнему слою, скрепленных минеральным вяжущим — известковым или известково-пуццолановым. Верхний слой римской дороги представлял собой жесткое бетонное покрытие, компонентами которого являлись щебень, гравий, песок и вяжущее — смесь извести и пуццоланы.
Первые покрытия из бетона на портландцементе были построены в Англии (г. Эдинбург) в 1866 г. В США первая дорога с бетонным покрытием была построена позднее на 25 лет (1891 г.). Массовое строительство таких дорог началось именно в этой стране. К 1912 году в США было 400 км дорог с бетонным покрытием; к 1913 г. эта цифра удвоилась. В 1914 году уже насчитывалось около 3 тыс. км, а в 1951 г. — 140 тыс. км.
В нашей стране первые участки бетонных покрытий были построены в 1913 г. на улицах Петербурга. В довоенный период (до 1941 г.) в России бетонные покрытия строили в опытном порядке — в небольшом объеме и с применением зарубежных бетоноукладочных машин. Широкое строительство бетонных дорог развернулось в начале 1950-х гг. с применением первого отечественного комплекта бетоноукладочных машин Д-181, Д-182, Д-195 на рельсовом ходу.
В 1970-е годы в России началось строительство цементобетонных дорожных покрытий с применением машин со скользящей опалубкой на гусеничном ходу. Были закуплены в США бетоноукладочные комплекты высокопроизводительных машин «Автогрейд», которые послужили основой для выпуска отечественных комплектов машин под маркой ДС-100, ДС-110.
В настоящее время в России эксплуатируется около 9 тыс. км автомобильных дорог с цементобетонным покрытием, таких как Москва —
Волгоград, Екатеринбург — Челябинск, МКАД — Серпухов — Тула. Екатеринбург — Серов, Омск — Новосибирск, северный обход г. Новосибирска, МКАД — Кашира, обход г. Коломны и многие другие.
Стабильные транспортно-эксплуатационные показатели и высокая долговечность дают им преимущества перед покрытиями других типов.
Цементобетонные покрытия имеют высокую распределяющую способность и малую величину вертикальных упругих перемещений под нагрузкой автомобилей, незначительный износ вследствие истирания, высокий, мало зависящий от увлажнения покрытия коэффициент сцепления.
Прочностные и деформативные характеристики цементобетона практически не меняются в реально наблюдаемых диапазонах изменения температуры, влажности и скорости нагружения. Его прочность может возрастать в течение всего срока службы дорожной одежды, что служит дополнительным резервом долговечности.
Благодаря светлому цвету поверхности цементобетонных покрытий для их освещения требуется на 20% меньше энергии. На таких покрытиях автомобили расходуют примерно на 5.10% меньше топлива, чем на асфальтобетонных, при скорости движения более 90 км/ч. Для производства минерального вяжущего (портландцемента) имеются значительно большие сырьевые ресурсы, чем для производства битума.
Цементобетонные покрытия устраивают непосредственно на месте строительства из свежеуложенного бетона по конструктивным слоям.
В зависимости от интенсивности движения, свойств земляного полотна плита из цементобетона может быть неармированной или содержать арматурную сетку, препятствующую раскрытию трещин в случае их возникновения. Толщину плиты назначают по расчету, и обычно она колеблется в пределах 18.30 см.
Бетонное покрытие укладывают на искусственное основание из грунта или песка, обработанного цементом; щебня; щебня, обработанного вяжущим, или из других прочных материалов. Обеспечение необходимой ровности и прочности основания позволяет существенно снизить напряжения в цементобетонном покрытии, повысить его работоспособность. В мировой практике используют в основном две технологии строительства цементобетонных покрытий и оснований: в скользящей опалубке и в рельс-формах.
Во избежание разрушения бетона от совместного действия транспортной нагрузки и колебаний температуры, существенно увеличивающихся с ростом длины плит, в бетонных покрытиях устраивают деформационные швы различного назначения.
В большинстве стран технология устройства поперечных деформационных швов характеризуется нарезкой их пазов в затвердевшем бетоне самоходными многодисковыми машинами — нарезчиками.
Качество герметизации деформационных швов определяет долговечность цементобетонных покрытий. Для герметизации всех видов швов используют герметики холодного и горячего применения, а также специальные профили.
Поперечные швы — наиболее уязвимое место бетонных покрытий. Желание избавиться от температурных швов сжатия и расширения привело к созданию непрерывно армированных цементобетонных покрытий.
В последние годы наблюдается тенденция создания дорожных бетонов повышенной прочности и долговечности. Это достигается путем модификации структуры бетона химическими добавками: пластифи- рующими, воздухововлекающими и газообразующими. Направленная модификация структуры дорожного бетона позволяет создавать бетоны высокой прочности и морозостойкости при низком водоцементном отношении. Весьма перспективным является применение для строительства дорожных покрытий бетонов высокой эксплуатационной надежности (HPC — High Performance Concrete), имеющих прочность на растяжение при изгибе более 7 МПа и прочность при сжатии 80 МПа и более.
20.2. требования к материалам для строительства цементобетонных покрытий
Цементобетонное покрытие работает в условиях сложного напряженного состояния под воздействием повторных нагрузок от автомобилей и переменных температурно-влажностных полей. Кроме того, для конгломератных материалов типа цементобетона характерны внутренние напряжения, обусловленные неоднородностью их структуры, а также постоянно протекающими процессами структурообразования и деструкции.
Повышение стойкости дорожного бетона к эксплуатационным воздействиям напрямую связано с улучшением его физико-механических свойств и структуры.
Формирование структуры дорожного бетона и его свойств зависит от многих факторов: вида и качества исходных материалов, запроектированного состава бетона, применяемых химических добавок, технологии приготовления, укладки и уплотнения бетонной смеси, эффективности армирования покрытия, качества ухода за бетоном.
Цемент является одним из основных материалов, определяющих свойства бетонной смеси и бетона для дорожного строительства. Высокие требования, предъявляемые к бетону для дорожных покрытий, обусловили необходимость применения специальных цементов нормированного минералогического и вещественного состава.
Цемент для бетона покрытий должен соответствовать требованиям ГОСТ 10178—85, ГОСТ 31108—2003, ГОСТ 30515—97. Для бетона покрытий применяют цемент без минеральных добавок или вспомогательных компонентов. Содержание минерала С3А в цементе для бетона покрытий не должно превышать 8,0% по массе, а общее содержание щелочных оксидов в цементе для бетона покрытий в пересчете на Na2O — 0,8% по массе.
Минеральные материалы, используемые для приготовления цементобетонной смеси, подразделяют на мелкий и крупный заполнители.
В качестве мелкого заполнителя в дорожном бетоне применяют пески природные или дробленые, в том числе обогащенные и фракционированные. В некоторых случаях целесообразно использовать пески из отсевов дробления, в том числе обогащенные. Дробленые пески и пески из отсевов дробления применяют только совместно с природными песками при их раздельном дозировании. Оптимальное соотношение природного песка и песка из отсевов дробления или дробленого определяют при подборе состава бетона, в соответствии с ГОСТ 8736—93.
В качестве крупного заполнителя в бетоне покрытий применяют щебень. Допускается при технико-экономическом обосновании использовать щебень из гравия, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 26633—91, ГОСТ 8267—93 со средней плотностью от 2000 до 2800 кг/м3. Щебень обычно применяют фракций от 5 до 10 мм и свыше 10 до 20 мм, дозируемых раздельно. Оптимальное соотношение между фракциями щебня (в пределах ГОСТ 26633—91) определяют при подборе состава бетона покрытий. Допускается применение щебня в виде одной фракции от 5 до 20 мм при фактическом соотношении составляющих его фракций от 5 до 10 мм и свыше 10 до 20 мм в пределах требований ГОСТ 26633—91.
Вода для затворения бетонной смеси и приготовления растворов химических добавок должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732—79. Вода питьевая по ГОСТ Р 51232—98 применяется в бетоне без ограничений и предварительного химического анализа.
Химические добавки для бетона покрытия должны соответствовать требованиям ГОСТ 24211—2008 и ГОСТ 26633—91.
Применяют следующие химические добавки:
— пластифицирующую для снижения водопотребности бетонной смеси;
— воздухововлекающую или газообразующую для получения требуемого объема вовлеченного воздуха или газа в бетонной смеси.
Для одного вида бетона из одной группы эффективности (ГОСТ 24211—2008) может применяться только одна химическая добавка без дополнительной проверки свойств бетона. Одновременное использование химических добавок одной группы эффективности, выпускаемых по разным техническим условиям, недопустимо.
Оптимальные дозировки химических добавок определяют при подборе состава бетона покрытия с учетом свойств конкретных материалов, принятой технологии работ и необходимости обеспечения требуемых свойств бетонной смеси на месте бетонирования.
Свойства бетона в покрытии, качество его поверхности, производительность бетоноукладочных машин зависят от того, насколько технологические свойства бетонной смеси соответствуют средствам укладки, уплотнения и отделки.
Бетонная смесь должна иметь подобранный зерновой состав с достаточным количеством песка и растворной части, хорошую удобо- укладываемость (отделываемость), обеспечивающую получение ровной и замкнутой поверхности покрытия при принятой подвижности (жесткости), высокую воздухоудерживающую способность и соответствовать требованиям ГОСТ 7473—2010, СНиП 3.06.03—85.
Наиболее существенное положительное влияние на воздухоудерживающую способность бетонной смеси оказывает увеличение количества воздухововлекающей добавки, дисперсности песка и относительной доли песка в смеси заполнителей, характеризуемой коэффициентом раздвижки щебня раствором.
Важно исключить расслаиваемость бетонной смеси при ее транспортировании и распределении по основанию.
Расслоение бетонной смеси проявляется в послойном разделении ее составных частей, обильном выделении на поверхности смеси цементного молока или растворной части. Технология строительства бетонных покрытий включает ряд операций, которые могут способствовать расслоению смесей. Это выгрузка смеси из бетоносмесительной установки в кузов автосамосвала, транспортирование смеси на значительные расстояния, выгрузка смеси в приемный бункер бетоноукладчика, а также распределение бетонной смеси по основанию.
Значительное расслоение бетонной смеси приводит к появлению неплотных зон в структуре бетона, к снижению ее однородности и, самое главное, к ослаблению поверхностного слоя бетонного покрытия за счет появления в нем избытка влаги и цементного теста. В результате создаются условия для поверхностного разрушения покрытия, вызываемого совместным воздействием на бетон транспортных нагрузок, попеременного замораживания и оттаивания в присутствии хлористых солей.
Устойчивость к расслоению бетонных смесей зависит от их вязкости в статическом состоянии, а также от свойств компонентов и соотношений между ними.
Малоподвижные и жесткие бетонные смеси, низкие значения водоцементного фактора, высококачественные цементы, характеризуемые малым водоотделением, пластифицирующие и особенно воздухововлекающие добавки, повышающие связность смеси — все это обеспечивает высокую устойчивость бетонных смесей против расслоения.
Бетонная смесь для покрытий, устраиваемых в скользящей опалубке, характеризуется маркой П1 (осадка конуса (ОК) — 1.4 см) по удо- боукладываемости по ГОСТ 7473—2010 и требуемым объемом вовлеченного воздуха 5.7% по ГОСТ 26633—91.
Показатели удобоукладывемости бетонной смеси (осадка стандартного конуса и объем вовлеченного воздуха) определяют по ГОСТ 10181—2000.
Величина плотности бетонной смеси на цементобетонном заводе должна соответствовать данным подбора состава бетона с учетом фактического объема вовлеченного воздуха в смеси. Окончательно технологические свойства бетонной смеси для бетона покрытий оценивают на стадии пробного бетонирования.
Для устройства монолитных цементобетонных покрытий автомобильных дорог применяют тяжелый бетон, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 26633—91, СНиП 52—01, СНиП 2.05.02. Минимальная величина класса (марки) бетона для покрытий автомобильных дорог всех категорий (при интенсивности движения по СНиП 2.05.02) должна составлять:
• по прочности на растяжение при изгибе Btb (Ptb) — 4,0 (50);
• прочности на сжатие, B (М) — 30 (400).
Бетон для дорожных покрытий должен иметь марку по морозостойкости не менее F200 при испытании по второму базовому методу ГОСТ 10060.0—95 для всех климатических условий района строительства и для автомобильных дорог всех категорий. На момент открытия движения построечного транспорта по цементобетонному покрытию прочность бетона должна составлять не менее 70% величины его требуемой прочности (величины Rx по ГОСТ 53231—2008, определенной при подборе состава бетона).
20.3. конструкции дорожных одежд
с цементобетонными покрытиями
Жесткими называют дорожные одежды с конструктивными слоями из цементобетона. В зависимости от технологии строительства жесткие покрытия подразделяют на монолитные, сборные, сборномонолитные. Цементобетонные покрытия могут быть неармирован- ными, армированными (в том числе непрерывно армированными) и дисперсно-армированными. Покрытия выполняют одно- и двухслойными.
В общем случае жесткая дорожная одежда с покрытием из монолитного цементобетона имеет следующие конструктивные слои: покрытие, выравнивающий слой, основание и дополнительные слои основания, выполняющие морозозащитные, дренирующие и теплоизолирующие функции. Типовые конструкции дорожных одежд с цементобетонным покрытием представлены на рис. 20.1.
Рис. 20.1. Типовые конструкции дорожных одежд с цементобетонным покрытием: 1 — цементобетон; 2 — асфальтобетон; 3 — бетон классов по прочности Btb0,8 — Btb1,2; 4 — щебень; 5 — песок или другой материал, укрепленный вяжущим; 6 — песок или гравийнопесчаная смесь; 7 — прослойка из полиэтиленовой пленки |
В случае применения при строительстве покрытий комплекта машин, перемещающихся по рельс-формам, как правило, устраивают выравнивающий слой из обработанных вяжущим зернистых материалов. Выравнивающий слой предназначен для устранения неровностей на основаниях, обеспечения перемещения плит покрытия при изменении температуры, равномерного распределения давления от автомобилей, уменьшения напряжения в плитах при их короблении и повышения стойкости поверхностного слоя основания.
При применении высокопроизводительных машин с автоматической системой обеспечения ровности для строительства оснований из материалов, укрепленных вяжущими, необходимость в устройстве выравнивающего слоя отпадает. В этом случае применяют полимерную пленку в качестве прослойки между покрытием и основанием.
Слои основания из тощего бетона, щебня, цементогрунта выполняют функцию как конструктивного, так и технологического слоя, обеспечивая движение бетоноукладчика и доставку бетонной смеси. Их устраивают не менее чем на 160 см шире вышележащего слоя цементобетона, укладываемого бетоноукладчиками со скользящими формами. Уширение нижнего слоя на 80 см в каждую сторону необходимо для прохода гусениц бетоноукладчика.
Для снижения напряжений, возникающих при суточных и сезонных изменениях температуры воздуха, в цементобетонных покрытиях устраивают температурные швы сжатия, коробления, расширения и рабочие. Кроме перечисленных поперечных температурных швов устраивают и продольные швы. Продольный шов требуется при ширине покрытия более 4,5 м для предупреждения появления извилистых продольных трещин, образующихся от воздействия транспортных средств, неоднородного пучения и осадки земляного полотна.
Швы расширения предназначены для восприятия перемещений плит при их расширении под воздействием высоких летних температур. При правильном устройстве швов расширения они устраняют перенапряжение плит и исключают отрицательное влияние этих напряжений на продольную устойчивость покрытия, сколо- и трещи- нообразование. На прямолинейных участках покрытий расстояние между швами расширения определяют по табл. 20.1 в зависимости от типа и толщины покрытия, а также от температуры воздуха во время строительства. Расстояния между швами расширения должны быть кратными длине плит в пределах диапазона указанных в данной таблице расстояний.
Таблица 20.1 Расстояние между швами расширения в зависимости от климатических условий строительства, конструкции и толщины покрытия
|
Швы расширения в покрытии разрешается не устраивать: при толщине покрытия более 24 см, интервале температур во время бетонирования от +10 °С и выше; при укладке покрытия на укрепленное минеральными вяжущими основание без устройства разделяющей прослойки. Обязательным является устройство швов расширения при примыкании к мостам и путепроводам и в местах пересечения цементобетонных покрытий в одном уровне.
Конструкция поперечных швов расширения включает прокладку из упругого материала, штыревые соединения с гильзами-колпачками, каркасы-корзинки из стали для крепления штыревых соединений в проектном положении и паз в бетоне, заполненный герметизирующим материалом. Прокладку устанавливают в проектное положение вместе со штырями. Штыри и прокладки прочно закрепляют, для того чтобы предотвратить их смещение при распределении и уплотнении бетонной смеси. Прокладки и штыри закрепляют с помощью поддерживающих каркасов-корзинок из арматуры диаметром не менее
4 мм. Не допускается крепить штыри только к прокладке без опоры каркасов-корзинок на основание, так как не будет обеспечено вертикальное и прямолинейное положение прокладки в бетоне покрытия.
В случае если предусматривается устройство шва расширения в затвердевшем бетоне, для образования ровной трещины, которая служит
маяком для нарезки шва, верх прокладки срезают на клин. Прокладку устанавливают так, чтобы после уплотнения бетона верх клина прокладки был ниже поверхности покрытия не более чем на 10.12 мм. Толщину прокладки принимают равной 30 мм. Устройство паза шва расширения выполняется на 3.5 мм шире прокладки, т.е. 33.35 мм.
В конструкции шва расширения, устраиваемого перед мостами и путепроводами, не устанавливают досок-прокладок и штыревых соединений. Сквозной шов заполняют пористым легкосжимаемым материалом.
Конструкции шва расширения на прямолинейных участках покрытия и на подходах к искусственным сооружениям приведены на рис. 20.2.
Швы сжатия устраивают между швами расширения, чтобы предупредить появление трещин, возникающих в плитах вследствие изменения температуры, усадки бетона и неоднородных деформаций земляного полотна. В швах сжатия покрытие разрезают по всей ширине на глубину не менее У4 толщины. ниже этой прорези в последующем возникает трещина, так как при сокращении плиты от понижения температуры вследствие трения между плитой и основанием в бетоне плиты возникает растяжение.
расстояние между швами сжатия (длину плиты) назначают по расчету в зависимости от толщины плиты и природно-климатических условий. Длину неармированных плит назначают в пределах, указанных в табл. 20.2.
Таблица 20.2 Расстояние между швами сжатия (длина плиты перекрытия) в зависимости от толщины плиты и климатических условий
|
Примечание. Континентальный климат характеризуется разницей между максимальной и минимальной температурами воздуха за сутки более 12 °С при повторяемости более 50 дней в году. |
Швы сжатия, как правило, устраивают в затвердевшем бетоне. Конструкции швов сжатия представлены на рис. 20.3.
После нарезки швов в затвердевшем бетоне нарезчиком швов с алмазными дисками и очистки шва сжатым воздухом в него запрессовывают уплотнительный шнур, обрабатывают стенки праймером и производят герметизацию.
Швы коробления обеспечивают возможность коробления плит покрытия вследствие разности температур их верхней и нижней частей, но препятствуют удлинению или сжатию плит, тем самым повышая продольную устойчивость покрытия, уменьшая в плитах температурные напряжения, повышая трещиностойкость и стабильность транспортно-эксплуатационных качеств покрытия. Швы коробления размещают через один шов сжатия. В плитах длиннее 6 м швы коробления устраивать не следует. Ширина паза шва коробления составляет 3.5 мм. Конструкция шва коробления представлена на рис. 20.4.
|
дадмш
Рис. 20.3. Конструкции поперечных швов сжатия: 1 — штыревое соединение; 2 — обмазка битумом; 3 — герметизирующий материал; 4 — слой основания; 5 — деревянный брусок; 6 — каркас- корзинка; 7 — монтажная арматура; 8 — уплотнительный шнур |
Рис. 20.4. Конструкция шва коробления: 1 — штыри-анкеры из гладкой арматуры класса А-II диаметром 14.16 мм; 2 — продольные стержни из арматуры диаметром 6.8 мм; 3 — обмазка стержней-анкеров битумом; 4 — деревянная рейка; 5 — герметизирующий материал; 6 — слой основания |
Продольный шов нарезают специальным нарезчиком на глубину от 1/3 до 1/4 толщины покрытия. С помощью боковой скользящей формы и механизма для бокового внедрения штырей, которые мон-
тируются на бетоноукладчике, выполняются различные шпунтовые соединения и армирование продольного шва (рис. 20.5). Ширина паза продольного шва составляет 3.5 мм.
Рис. 20.6. Конструкция поперечного рабочего шва: 1 — штыревое соединение; 2 — герметизирующий материал; 3 — шпунт; 4 — слой основания. |
l l l l
Рис. 20.7. Схема расположения штырей в швах цементобетонного покрытия: 1 — шов расширения; 2 — шов сжатия при основании из каменных материалов и из грунтов, укрепленных вяжущим; 3 — шов сжатия при основании из материалов, не укрепленных вяжущими (песок, щебень, шлак, гравийно-песчаная смесь); 4 — штыри |
При строительстве покрытий толщиной более 22 см машинами со скользящими формами на основаниях из цементогрунта толщиной не менее 16 см допускается в швах сжатия не применять штыревые соединения. Длина и диаметр штыревых соединений определяются проектом.
В целях ограничения растрескивания плит при неоднородных деформациях земляного полотна применяют армирование цементобе
тонных покрытий. Для этого используют плоские сетки с продольной арматурой из стали А-II периодического профиля диаметром 8.14 мм с размещением сеток в средней по высоте зоне плиты. Количество арматуры устанавливают расчетом из условия раскрытия трещин до 0,2 мм для предотвращения коррозии арматуры.
Непрерывно армированные цементобетонные покрытия устраивают без температурных швов. Отличие их от обычных неарми- рованных покрытий состоит в том, что под влиянием внешних воздействий и благодаря наличию арматуры в них образуются поперечные трещины с шагом 1,5...3,0 м и раскрытием их на поверхности до 0,2...0,4 мм. Такое незначительное раскрытие трещин обеспечивает передачу поперечной силы между плитами и гарантирует от проникновения к арматуре воды, так как на уровне арматуры трещины не раскрываются. непрерывно армированные покрытия позволяют устраивать швы расширения через довольно большие расстояния.
Технология производства работ определяет особенности непрерывно-армированного покрытия. При укладке бетона в один слой применяют арматурные сетки из стержней диаметром 14.20 мм с размерами ячеек, достаточными для прохождения бетона через заранее выложенные на подставках сетки. При укладке бетона в два слоя сетки раскладывают по уложенному нижнему слою бетона. Процент армирования конструкции обычно принимают равным 0,5.0,7.
Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 22 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
