Поперечную распределительную арматуру располагают через 25. 70 см; рабочую арматуру по высоте сечения располагают на расстоянии 1/4.1/2 от верха плиты. В местах сопряжения с покрытиями других типов в конструкцию непрерывно-армированного покрытия встраивают анкеры. Анкерные устройства назначают по расчету.
Покрытия из сборных железобетонных плит получили распространение на дорогах прежде всего промышленных, лесозаготовительных и сельскохозяйственных предприятий. В настоящее время выпускают различные типы конструкций сборных плит, отличающихся размерами в плане, толщиной, типом арматуры, особенностями ее размещения и процентом армирования, типом стыковых соединений и свойствами цементобетона. Большое число типоразмеров плит вызвано разнообразием условий их применения.
Наибольшее распространение получили предварительно напряженные плиты ПДСН 0,14x2x6 (плита дорожная, сборная, напряженная) с расходом арматуры 7.8 кг/м2, разработанная на базе аэродромной плиты ПАГ-14.
Отличительной особенностью плит ПДСН 0,14x2x6 является уменьшение количества рабочей арматуры вследствие меньших расчетных нагрузок в сравнении с плитой ПАГ-14.
Разновидностью плиты ПДСН 0,14x2x6 является плита 3ПДСН 0,14x2x2, состоящая из трех элементов, сочлененных между собой. При эксплуатации такая плита растрескивается в местах ослабления сечения, что способствует улучшению однородности опирания на основание. Связь между элементами плиты обеспечивается арматурой, одновременно ограничивающей раскрытие трещин.
Сборно-монолитные цементобетонные покрытия состоят из тонких железобетонных плит, укладываемых на слой низкомарочной пластичной бетонной смеси, которую приготавливают с применением местных материалов. Основным преимуществом сборно-монолитного покрытия по сравнению со сборным является экономия высокопрочных каменных материалов, а также повышение устойчивости плит, что обеспечивает больший срок службы, сокращение затрат на их ремонт и содержание.
Дорожная одежда со сборно-монолитным покрытием включает в себя следующие конструктивные слои: верхний слой покрытия (сборная часть толщиной 6.12 см); нижний слой покрытия (толщина монолитной части определяется расчетом) и основание (рис. 20.8).
Рис. 20.8. Сборно-монолитное цементобетонное покрытие: а — поперечный разрез; б — продольный разрез; 1 — основание; 2 — нижний (монолитный) слой покрытия; 3 — верхний (сборный) слой покрытия |
20.4. Технология строительства цементобетонных покрытий
Транспортирование цементобетонной смеси. Готовые бетонные смеси транспортируют к месту укладки автомобилями-самосвалами, автобетоновозами или автобетоносмесителями. Кузова автомобилей- самосвалов должны быть водонепроницаемыми, иметь исправные затворы и гладкую поверхность. В автобетоносмесителях транспортируют на объект отдозированные на заводе сухие компоненты бетонной смеси. Затворение бетонной смеси водой и ее перемешивание производят на строительном объекте под наблюдением лаборанта или мастера. Дозировку воды принимают по заводским составам и уточняют опытным путем. Продолжительность перемешивания составляет не менее 4.5 мин.
Применяемые способы транспортирования бетонных смесей должны исключать возможность попадания в них атмосферных осадков, нарушения однородности, потери цементного раствора, а также обеспечивать предохранение смеси в пути от воздействия ветра и солнечных лучей. Доставленная с завода к месту укладки бетонная смесь должна иметь заданную подвижность, однородность и требуемый объем вовлеченного воздуха.
Для максимального использования производительности комплекта бетоноукладочных машин и получения бетона однородного состава смесь выпускают равномерно и непрерывно в течение смены. Количество транспортных средств устанавливают и корректируют с учетом дальности транспортирования смеси и полной загрузки комплекта машин по устройству покрытия и исключения перерывов в подаче смеси к месту укладки.
Таблица 20.3 Максимальная продолжительность транспортирования бетонной смеси
|
Примечание. При изменении температуры смеси или окружающей среды максимально допустимую продолжительность транспортирования определяют опытным путем. |
Кузова автобетоновозов или автомобилей-самосвалов после выгрузки бетонной смеси промывают водой. Максимально допустимая продолжительность транспортирования бетонной смеси, готовой к использованию, при температуре воздуха от 20 до 30 °С (при температуре смеси 18.20 °С) приведена в табл. 20.3.
Строительство покрытий комплектом машин, перемещающихся по рельс-формам. До 1960-х годов преобладал метод укладки бетона в опалубке из инвентарных рельс-форм, устанавливаемых под нивелир и закрепляемых к основанию штырями и одновременно образующих два рельсовых пути для движения машин бетоноукладочного комплекта. Недостатками этого метода являются: трудоемкость установки, снятия и перевозки рельс-форм, когда многие операции выполняются вручную; большая металлоемкость комплекта и в первую очередь из-за необходимости иметь большое число рельс-форм (общая длина звеньев — не менее 1 км, а масса — не менее 60 кг/м); малая мобильность комплекта и необходимость применения прицепов- тяжеловозов при перемещении бетоноукладочного комплекта даже на небольшие (0,1.0,5 км) расстояния. В то же время метод позволяет гарантировать уплотнение бетонной смеси и отделку поверхности покрытия за счет дополнительных проходов бетоноотделочной машины; обеспечить постоянство толщины бетонного покрытия за счет применения профилировщика основания, движущегося по рельс-формам и готовящего основание под отметки, равноудаленные от головок рельс-форм; применять бетонные смеси различной консистенции, включая и жесткие, уплотняемые при совмещении вибрации с прессующим воздействием.
Работам по установке рельс-форм предшествует инструментальная разбивка и закрепление в натуре оси или одной из кромок будущего покрытия и его вертикальных отметок. Положение в плане кромки покрытия, определенное с помощью теодолита, фиксируют деревянными кольями или металлическими штырями, которые после этого забивают по нивелиру под проектную отметку поверхности покрытия.
Установку рельс-форм, так же как их погрузку и выгрузку, производят автомобильным краном. Их установку выполняют вначале по одной кромке, где по результатам инструментальной геодезической разбивки выставлены вертикальные отметки и зафиксировано положение кромки в плане. Когда одна нитка звеньев установлена в проектном положении и закреплена, с помощью шаблонов и уровня под контролем геодезиста монтируют вторую нитку рельс-форм. Перед установкой рельс-форм необходимо обеспечить достаточную плотность основания под их подошвами.
В комплект машин, перемещающихся по рельс-формам, входят машины, осуществляющие распределение, уплотнение и отделку бетона.
Кроме того, в комплект могут входить также машины для устройства деформационных швов, нанесения пленкообразующих материалов в целях ухода за бетоном, монтажа и демонтажа рельс-форм.
Установку арматуры, как и установку закладных деталей швов сжатия и продольного шва, осуществляют до начала или в процессе бетонирования.
Первый отечественный комплект рельсовых машин, созданный в 1947 г. и выпускавшийся до 1952 г., состоял из самоходного бункерного распределителя бетонной смеси с боковой загрузкой Д-181А, самоходной бетоноотделочной машины Д-182А и мостика для нарезки швов виброножами Д-195Б.
В 1957 году Николаевским заводом «Дормашина» был изготовлен новый комплект самоходных рельсовых бетоноукладочных машин, который состоял из профилировщика основания Д-345, бункерного распределителя Д-375, бетоноотделочной машины Д-376, машины для устройства швов Д-377, нарезчика швов в затвердевшем бетоне Д-432. Все машины передвигались по облегченным конструкциям рельс-форм Д-280-4М-00.
Необходимость увеличения темпов укладки цементобетонных покрытий и повышения их качества и ровности привела к созданию и освоению в 1970 г. производства нового гидрофицированного комплекта линейных машин. В состав комплекта входили профилировщик ДС-509, шнековый бетонораспределитель ДС-507 и бетоноотделочная машина ДС-508.
Технология строительства покрытий бетоноукладчиками со скользящими формами (рис. 20.9). В настоящее время применяют в основном прогрессивную технологию устройства цементобетонных покрытий в скользящих формах.
Рис. 20.9. Строительство цементобетонного покрытия бетоноукладчиком со скользящими формами |
Идея безрельсовой укладки дорожного бетона появилась в США. В 1948 году были проведены первые опыты по строительству цементобетонных покрытий в подвижной опалубке. Однако широкая реализация безрельсовой укладки бетонной смеси стала возможной только после создания надежных автоматических систем — основы достижения достаточно высокой ровности покрытия, устраиваемого без боковой опалубки. Впервые самоходный бетоноукладчик со скользящими формами был выпущен США в 1955 г. С этого момента серийный выпуск таких машин получил быстрое развитие.
В России начиная с 1975 г. на заводе «Брянский арсенал» был налажен выпуск комплектов бетоноукладочных машин ДС-110 по типу машин «Автогрейд» американской фирмы CMI.
Ведущими производителями бетоноукладочной техники сегодня являются фирмы Gomaco и CMI (США), Wirtgen (Германия), Massenza (Италия) и др.
Все фирмы выпускают бетоноукладчики малого, среднего и большого классов с шириной укладки соответственно до 6, 12 и 16 м. Современные модели бетоноукладчиков имеют возможность изменения ширины бетонирования в больших пределах, что обеспечивает универсальность их применения для различных условий строительства.
Все модели современных бетоноукладчиков оснащаются автоматическими системами выдерживания курса и уровня, а отдельные — системой стабилизации поперечного уклона, что позволяет укладывать цементобетонное покрытие с высокой ровностью.
В качестве базы для работы автоматических систем используется в основном копирная струна с вынесенными на нее проектными отметками продольного профиля. Точность и тщательность установки струны во многом определяют качество устраиваемого покрытия и в первую очередь его ровность.
До начала работ по установке копирных струн должны быть закончены все работы по отсыпке земляного полотна.
Копирные струны устанавливают с двух сторон для работы бетоноукладчика со скользящими формами. Допускают установку одной копирной струны для работы профилировщика с системой поперечной стабилизации уровня распределителя бетонной смеси, бетоноотделочной машины и машины для нанесения пленкообразующих материалов. Линию копирной струны разбивают с помощью теодолита и нивелира на 0,5.1 м по высоте и на 7 м от оси дороги. Струну закрепляют в кронштейнах на стойках, располагаемых через 4.6 м на кривых и через 15 м на прямых участках дороги общей длиной не менее
суточной захватки потока по устройству данного конструктивного слоя. Копирные струны натягивают с помощью натяжных барабанов, устанавливаемых в створе линии натяжения струны (рис. 20.10).
Рис. 20.10. Схематичный план участка установки копирных струн: 1 — натяжной барабан и лебедка; 2 — копирная струна; 3 — нивелирный колышек; 4 — поперечная штанга; 5 — металлическая стойка; 6 — струбцина; 7 — устраиваемое основание (покрытие); 8 — прорезь для струны. |
В последнее время большое значение придают совершенствованию системы управления бетоноукладочными машинами. Использование лазерного контроля обеспечения высотного уровня и курса движения бетоноукладчика, а также применение системы глобального позиционирования GPS или ГЛОНАСС позволяют отказаться от трудоемкой операции по установке копирных струн.
Номенклатура машин для устройства цементобетонных покрытий, производимых фирмами, включает не только бетоноукладчики, но и профилировщики для подготовки основания, распределители бетонной смеси, машины для создания текстуры поверхности и ухода за бетоном.
Планировку земляного полотна и оснований выполняют универсальной автоматизированной машиной — профилировщиком.
Первой операцией при планировке грунта является его рыхление. Фрезу устанавливают на необходимую глубину зарезания. При рыхлении (фрезеровании) грунта профилировщик перемещается со скоростью до 15 м/мин. В конце участка вращение фрезы приостанавливают, поднимают ее в транспортное положение, а профилировщик возвращают на транспортной скорости к началу участка для выполнения следующей операции — распределения и планировки грунта. Завершающей операцией является чистовая планировка, после которой поверхность земляного полотна должна быть ровной, иметь проектный поперечный уклон и быть спланированной под проектные отметки.
Окончательно земляное полотно укатывают катками на пневматических шинах. Уплотнение грунта заканчивают при достижении коэффициента уплотнения 0,98.1. Работу по планировке, как правило, ведут в две смены.
После окончательной подготовки верха земляного полотна профилировщик используют для устройства основания, например, из цементогрунтовой смеси, приготовленной в установке. Цементогрунтовую смесь доставляют автомобилями-самосвалами и выгружают по расчету на земляное полотно. Планировку смеси профилировщиком выполняют, как правило, за один проход при скорости движения 10.15 м/мин.
Уплотнять смесь катками начинают сразу же после планировки ее профилировщиком и заканчивают не позднее 4.6 ч после приготовления смеси в смесительных установках. Уплотняют цементогрунтовую смесь пневматическими катками. Укатывать начинают двумя проходами по краям основания с последующим смещением к середине с перекрытием полос на 25.30 см. Чистовая планировка является завершающей операцией по устройству цементогрунтового основания, в результате которой основание должно быть тщательно спланировано под проектную отметку и необходимый поперечный уклон. Для выполнения данной операции установку и регулирование рабочих органов профилировщика следует проводить с особой точностью. Уход за основанием с применением пленкообразующих материалов организуют сразу же после чистовой отделки основания профилировщиком. До выполнения чистовой профилировки основание увлажняют, чтобы оно не высыхало.
К работе по строительству цементобетонного покрытия приступают после завершения подготовительных работ, включая подготовку путей подвоза бетонной смеси, готовность к работе ЦБЗ и бетоноукладочного комплекта, наличие материалов для ухода за бетоном и т.д.
Обочины, по которым к бетоноукладчику будет доставляться цементобетонная смесь, должны быть укреплены и тщательно спланированы.
В качестве основных уплотняющих органов на бетоноукладчике используют гидравлические или электрические глубинные вибраторы. Типовая схема рабочих органов бетоноукладчика включает распределяющий шнек, дозирующий брус, глубинные вибраторы, трамбующий брус и формующую плиту.
В качестве дополнительного оборудования на бетоноукладчики устанавливается оборудование для армирования поперечных и продольных швов, а также боковой грани покрытия. Эффективность отделки покрытия и особенно мест погружения арматурных штырей достигается применением экструзионного бруса, совершающего возвратно-поступательные движения поперек полосы укладки, и продольной выглаживающей плиты, совершающей сложные возвратнопоступательные движения вдоль укладываемой полосы и одновременное перемещение поперек полосы.
Перед началом работ по укладке бетонной смеси проверяют правильность установки копирных струн на захватке. Размечают места расположения швов сжатия и расширения и устанавливают с помощью геодезических приборов металлические марки, к которым в дальнейшем приваривают каркасы швов сжатия и прикрепляют деревянные прокладки со штырями для швов расширения. Стальные каркасы швов сжатия крепят в верхней плоскости марок сваркой, а промежуточные участки дополнительно закрепляют костылями из стержневой арматуры. Для крепления деревянных прокладок швов расширения используют стальные кронштейны.
Система для армирования поперечных швов позволяет автоматически устанавливать штыри в процессе укладки покрытия и отказаться от технологии, предусматривающей размещение штырей на основание в специальных корзинах перед укладкой бетона. При этом отпадает необходимость использования распределителя, а самосвалы могут разгружаться на основание непосредственно перед бетоноукладчиком.
При необходимости строительства армобетонных покрытий, когда в виде каркасов или сеток они заранее устанавливаются на основание и заезд на него самосвалов с бетонной смесью невозможен, применяется специальный распределитель с боковой загрузкой.
Для соединения полос укладки между собой применяется не только штыревое соединение, но и соединение в виде шпунта или синусоидального профиля, обеспечивающее эффективное распределение нагрузки между отдельными полосами в процессе эксплуатации.
Ряд моделей бетоноукладчиков позволяет реализовать принципиально отличную от общепринятой технологию укладки двухслойного покрытия. При этой технологии бетоноукладчик укладывает одновременно два слоя из различных бетонных смесей. Бетонная смесь нижнего слоя распределяется непосредственно на основание перед бетоноукладчиком и обрабатывается рабочими органами, установленными в передней части машины, а цементобетонная смесь для устройства верхнего слоя подается транспортером в заднюю часть укладчика, где также установлены распределяющие, дозирующие, уплотняющие и формующие рабочие органы.
Уход (защиту свежеуложенного бетона от высыхания) начинают немедленно после отделки поверхности покрытия. Основным способом ухода является применение пленкообразующих веществ. Для нанесения шероховатости на поверхности покрытия и ухода за бетоном выпускаются специальные модели машин. Машины оснащены распределительной системой, состоящей из бака, насоса, распределительной трубы и форсунок, количество которых зависит от ширины обрабатываемой полосы по уходу за бетоном и направляющих, на которых смонтирована щетка для придания шероховатости поверхности покрытия. Дополнительно на машинах может быть установлен барабан с полиэтиленовой пленкой для защиты свежеуложенного бетона от внезапно выпавшего дождя.
Швы в затвердевшем бетоне нарезают при достижении бетоном прочности 8.10 МПа нарезчиками швов с алмазными дисками (рис. 20.11).
Рис. 20.11. Нарезчик деформационных швов |
Герметизация швов в цементобетонном покрытии включает в себя следующие операции: продувка сжатым воздухом (при влажном бетоне — продувка горячим воздухом); запрессовка уплотнительного шнура; обработка стенок шва праймером; герметизация.
Для герметизации всех видов швов используют герметики холодного или горячего применения. Герметики холодного применения созданы на основе синтетических каучуков и, как правило, состоят из пасты и отвердителя. Герметики холодного применения используют с помощью пневмошприцев и заливщиков для двухкомпонентных герметиков.
Герметизирующие материалы горячего применения включают битумы нефтяные, дробленую резину, смягчители, пластификаторы, наполнители, полимерную добавку. Применение праймера (полимерной композиции) значительно удлиняет срок эксплуатации покрытия с герметичными швами.
Для разогрева мастик созданы специальные автоматические котлы с двойными стенками, термоконтролем и системой подачи мастики в швы (рис. 20.12). Растапливаемый материал опосредованно разогревается теплоносителем, в качестве которого применяют термомасло. Этим достигается щадящий режим плавления и разогрева мастики. Теплоноситель подогревают при помощи газового, масляного или дизельного обогрева. В емкости для разогрева мастики смонтирована установка принудительного перемешивания. Разогретую до нужной температуры мастику подают через сливной шланг и специальную пику с помощью нагнетающего насоса непосредственно в шов. Котлы- заливщики монтируют на одноосной или двухосной ходовой части. Созданы и самоходные котлы с гидравлическим приводом на ведущее колесо, которые могут самостоятельно, без буксирующей машины, двигаться вдоль швов при их герметизации. Требования к относительному удлинению герметизирующих мастик представлены в табл. 20.4.
Рис. 20.12. Установка для разогрева мастик и герметизации швов |
Таблица 20.4 Требуемое относительное удлинение мастик для герметизации швов
|
В последние годы для герметизации швов стали использовать технологию закатки в шов специальных эластичных резиновых профилей. В этом случае возможно проведение работ даже в сырую погоду и при низких температурах. Для установки профилей разработаны специальные машины. Размер профиля должен на 40% превышать ширину шва.
20.5. Строительство монолитных армобетонных
и непрерывно-армированных цементобетонных покрытий
Распределение и уплотнение бетонной смеси, а также отделку поверхности бетона при строительстве монолитных армированных покрытий автомобильных дорог выполняют аналогично технологии строительства монолитных цементобетонных покрытий. Армирование производят сварными сетками заводского изготовления или продольными стержнями. Допускается изготовление сеток в построечных условиях. Сетки размещают равномерно по длине покрытия и не доводят до поперечных швов на 50 см. Между сеткой и штыревым соединением в поперечном шве устанавливают расстояние не менее 25 см. Между осями продольных стержней расстояние должно быть 100. 200 мм.
Установку арматуры осуществляют или до начала бетонирования — в процессе подготовительных работ, или в процессе бетонирования с помощью вибропогружателей.
Установка арматуры до бетонирования возможна только при использовании распределителей бетонной смеси с боковой загрузкой. Исключение составляет краевая продольная арматура бетонных покрытий, устраиваемых на песчаном основании, которая не мешает движению автосамосвалов, подвозящих бетонную смесь. Стержни краевой арматуры укладывают на подставки из арматурной стали диаметром 10.12 мм или на заранее изготовленные бетонные подкладки. Сварные сетки устанавливают на специальные Г-образные подставки, которые заранее приваривают к стержням сетки. Расстояние между низом глубинных вибраторов и верхом арматуры должно составлять 5.7 см.
Непрерывно-армированные бетонные покрытия представляют собой монолитные конструкции, армированные непрерывной ненапря- гаемой арматурой по всей длине покрытия. Температурные поперечные швы в таких конструкциях отсутствуют, а их функции частично выполняют трещины, образующиеся в процессе эксплуатации покрытия.
Основные преимущества непрерывно-армированных покрытий:
— повышенная деформативность и лучшая сопротивляемость изгибающим усилиям от воздействия повторных транспортных нагрузок и изменений температуры внешней среды;
— лучшие эксплуатационные качества, достигаемые за счет отсутствия поперечных швов, что в значительной степени уменьшает динамические напряжения при наезде колес автомобилей на неровности покрытия;
— простота технологии и возможность широкой механизации процессов производства работ.
Первое цементобетонное покрытие с непрерывно армированной продольной арматурой было построено и испытано в 1921 г. в США. Затем в течение 30 лет было построено еще несколько участков дорог с такими покрытиями в различных штатах США, и уже к 1975 г. их общая протяженность достигла более 20 тыс. км. В России непрерывно- армированные цементобетонные покрытия впервые были построены
по проекту и при научном сопровождении специалистов кафедры строительства и эксплуатации дорог МАДИ Коновалова С.В. и Ма- лицкого Л.С. на улицах г. Москвы в 1972...1974 гг. Этот тип бетонного покрытия находит широкое применение в Бельгии, Германии, Нидерландах, США, Швеции, Швейцарии и других странах.
Расчет количества потребной арматуры P (%) проводят из условия восприятия усадочных и температурных деформаций бетона и, следовательно, обеспечения минимального раскрытия трещин по формуле
P = (1,3 - 0,2F)—^—100,
Ra - «Яб.р
где п = Еа/Еб.р; Еб.р — модуль упругости бетона, МПа; Лб.р — прочность бетона при растяжении, МПа; Еа — модуль упругости арматуры, МПа; R — прочность арматуры при растяжении, МПа; F — коэффициент трения бетона по основанию.
Толщину бетонной плиты определяют расчетом как для неармиро- ванного покрытия и затем ее уменьшают пропорционально эквивалентной площади арматуры.
Расстояние между трещинами L и их раскрытие AL определяют по следующим формулам:
Д2.р
TgP2п(гЕб,р - Яб.р +аЕ'б.р)’
AL =
4P 2 Еа
где т — сцепление бетона с арматурой, МПа; g = П/Ра; z — коэффициент усадки; t — перепад температуры в течение года, °С; П — периметр поперечного сечения покрытия, м; F, — площадь поперечного сечения, м2.
В непрерывно армированных покрытиях развивается большое число поперечных трещин с частотой, пропорциональной количеству продольной арматуры.
Большинство поперечных трещин образуется очень рано, и далее их число становится функцией времени. Равновесие наступает к десяти годам эксплуатации покрытия. Ширина трещин зависит от количества арматуры. Чем больше процент армирования, тем уже трещины. Ширина их возрастает со временем. Средние расстояния между трещинами и ширина их раскрытия при толщине плит 18.20 см после десяти лет эксплуатации представлены в табл. 20.5.
Таблица 20.5 Средние расстояния между трещинами и ширина их раскрытия в зависимости от процента армирования покрытия
|
Строительство непрерывно армированных покрытий осуществляют по двум схемам:
1) с вибропогружением сетки в проектное положение после распределения бетонной смеси;
2) предварительной установкой арматурных сеток на основании.
Непрерывность армирования достигается за счет укладки арматурных стержней внахлестку в продольном и поперечном направлениях на расстоянии, равном 30.35 и 20 диаметров стержней соответственно (рис. 20.13).
Рис. 20.13. Устройство непрерывно армированного цементобетонного покрытия |
Особенности конструкции в каждом конкретном случае определяются технологической схемой производства работ. Например, при укладке бетона в один слой возможно применение арматурных сеток 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. Рабочую арматуру по высоте сечения располагают на расстоянии У4...У2 от верха плиты. Поперечную распределительную арматуру располагают через 25.70 см.
Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 25 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
