Ремонт цементобетонных покрытий дорог в США и странах Европы

Текущий ремонт цементобетонных дорожных покрытий в США

Важнейшими элементами стратегии ремонта цементобетонных покрытий являются предотвращение появления дефектов; повышение качества строительства и ухода за покрытиями дорог; своевременная подготовка необходимого оборудования, материалов и методов ремонта; поиск местных прочных и дешевых материалов; проведение научных исследований в области ремонта цементобетонных покрытий с целью его оптимизации. Наиболее часто встречающиеся дефекты цементобетонного дорожного покрытия следующие: дефекты швов (выкрашивание, сколы углов плит, трещинообразование, которые устраняют путем повторного заполнения или ремонта швов по всей глубине); дефекты поверхности покрытий (уменьшение шероховатости поверхности, неровности, выбоины, шелушение, усадочные трещины - эти дефекты устраняют путем нанесения бороздок на поверхность старого покрытия и устройства поверхностной обработки).

Несущую способность покрытий повышают при помощи укладки поверхностного слоя из цементобетонной смеси или битумосодержащих материалов. Если невозможно устройство поверхностного слоя, производят реконструкцию дорожного покрытия.

Текущий ремонт - это ремонтные работы по устранению отдельных мелких деформаций и разрушений дорожных покрытий и одежд в целях предупреждения перерастания их в более крупные. При текущем ремонте устраняют все местные разрушения покрытий: ликвидируют выбоины, сколы кромок, отдельные трещины, колеи, местные выкрашивания, шелушения, волны, исправляют просадки, швы.

Заделка трещин в цементобетонных дорожных покрытиях

Транспортное управление штата Калифорния применяет метакрилатные смолы для заделки трещин в цементобетонных покрытиях автомобильных дорог.

Метакрилатные смолы характеризуются малой вязкостью, высокой температурой воспламенения, быстрым затвердеванием и способностью глубоко проникать в покрытие. Для заделки трещин метакрилатной смолой использовали передвижной распылитель производительностью 11,6 тыс. м2. Через 25 минут после нанесения метакрилатной смолы на покрытие насыпали песок. По мере затвердевания смолы песок прочно закрепляется на поверхности, обеспечивая покрытию нужную шероховатость. Исследования показали, что глубина проникновения метакрилатной смолы составила 3,17 см при ширине трещин 0,005 см.

В штате Нью-Йорк (США) производится заделка трещин вяжущими с полимерными добавками и стекловолокном.

Сначала с помощью установки со сжатым воздухом и щеток очищают все трещины на покрытии дорог, а затем в каждую трещину заливают разогретое до нужной температуры вяжущее с полимерными добавками. Для получения гладкой и ровной поверхности применяют скребок с резиновым наконечником. Готовые полоски стекловолокна укладывают затем на поверхность дорожного покрытия, на залитое в трещины вяжущее. Поверх уложенных полос из стекловолокна наносится дополнительный слой вяжущего, выравниваемый скребком. Движение автомобилей по отремонтированному участку дороги может быть открыто через 30 минут после нанесения вяжущего поверх стекловолокна (см. рис. 1).

Одним из материалов для текущего ремонта жестких цементобетонных покрытий дорог является Thormaseal, представляющий собой битумный эластомер с наполнителями. При применении этого материала не требуется дополнительная обработка трещин песком. Важной характеристикой Thormaseal является его высокая эластичность при различных температурах. Этот материал применяется при герметизации трещин, заполнении швов в цементобетонных покрытиях между проезжей частью и укрепленной обочиной. Поверхность тщательно очищается, высушивается и подвергается термической обработке. Достаточная вязкость материала Thormaseal позволяет выполнять заделку трещин за одну операцию, производительность работ при этом может достигать 1,5-2,5 км в день.

Текучесть материала обеспечивает его хорошее проникание в швы и трещины. Применение Thormaseal дает возможность быстро открывать движение на отремонтированных участках дорог.

Ремонт выбоин цементобетонных дорожных покрытий

Выбоины обрабатываю откалывая ослабленный бетон. Ремонтируемые места подготавливают в виде любых контуров, но без острых углов. Предварительную обработку поврежденных участков производят бурильным молотком, окончательную - обрубочным молотком.

Для очистки бетона от грязи и повышения сцепления материала заполнения с ремонтируемой поверхностью следует произвести ее пескоструйную обработку. В зависимости от климатических условий для заполнения выбоин и кромок используются различные материалы, чаще всего портландцемент. В качестве связующего материала применяют мастику, эпоксидный клей.

Для оперативного текущего ремонта покрытий автомобильных дорог автодорожное управление штата Калифорния (США) предложило использовать полиуретановую бетонную смесь Percol. Технология ее применения заключается в следующем: без предварительной обработки выбоина на покрытии заполняется однородным каменным материалом, после чего по специальному шлангу под давлением подается смесь Percol. Через 20 минут по отремонтированной поверхности дороги может быть открыто движение транспортных средств.

Смесь Percol применили при ремонте двухполосной автомобильной дороги US-97 (каменный материал имел размер зерен 0,8 см) и шестиполосной скоростной автомагистрали State 118.

На магистрали State 118 заделывались выбоины глубиной до 5 см. Для приготовления смеси применялась стационарная смесительная установка с двумя барабанами, смонтированная на грузовом автомобиле. Выбоины предварительно очищались от обломков и крошки старого цементобетонного покрытия, а затем заполнялись каменным материалом с размером зерен 0,9 см и заливались полиуретановой бетонной смесью. Участок автомагистрали с сетью мелких трещин был также покрыт полиуретановой смесью, распределяемой из кузова медленно движущегося автомобиля, оснащенного скребками с резиновой лентой для заглаживания свежеуложенной смеси. Шероховатость поверхности покрытия дороги придавалась пескоструйной обработкой. Предварительная очистка участка покрытия не производилась. Заполнение выбоин смесью Percol происходило на всю их глубину. Обработка покрытия этой смесью может осуществляться и с целью предупреждения образования новых трещин. В этом случае движение по дороге можно открывать через 5 минут.

Компания "U.S.Gypsum" (США) разработала быстросхватывающийся расширяющийся цемент Duracal, который применяется для ремонта цементобетонных покрытий. Этот цемент представляет собой смесь специального гипсового цемента и портландцемента и сочетает лучшие свойства каждого из них. Сроки схватывания его не менее двух часов. Бетонная смесь, приготовленная на основе цемента Duracal, интенсивно набирает прочность, и вследствие этого ремонт покрытий осуществляется оперативно. Бетонная смесь приготавливается на месте в передвижной бетономешалке. Выбоины перед укладкой смеси оконтуриваются и очищаются, контакт с бетоном покрытия получается прочный за счет эффекта расширения цемента (до 200% от объема). Ремонтные работы можно производить при температуре ниже 0° С.

Устранение пустот и просадок под цементобетонными покрытиями

В штате Миннессота (США) специалисты-дорожники установили, что в результате образования пустот под цементобетонными покрытиями автомобильных дорог ухудшались их транспортно-эксплуатационные качества, наблюдались вибрации цементобетонных плит под воздействием движущегося транспорта, трещинообразование. Такие пустоты образуются чаще всего у поперечных швов и у кромки покрытия.

Заполнение пустот производят путем нагнетания жидкого цементного раствора, состоящего из цемента (1 часть), золы-уноса (3-4 части) и воды (2 части), через отверстия диаметром 2,54 см, пробуренные в покрытии.

Для приготовления жидкого цементного раствора и заполнения им пустот используется специальная передвижная установка. Нагнетание раствора осуществляется со скоростью 9,5-60,6 л/мин под давлением 14 кг/см2. Отверстия в покрытии высверливают с помощью ручной дрели по обеим сторонам поперечного шва или у кромки. После заполнения пустот отверстия в покрытии заделывают песчано-цементным раствором.

Нагнетание жидкого цементного раствора в пустоты с целью увеличения несущей способности покрытия в сочетании с укладкой слоя износа обеспечивает высокие транспортно-эксплуатационные качества покрытия.

Просадки отдельных плит, изменивших свое положение по отношению к другим плитам, но не разрушившихся, восстанавливают на месте с помощью домкратов. Предварительно в различных частях плиты просверливают или пробуривают отверстия. По мере ее подъема через эти отверстия под давлением нагнетают смесь, обладающую большой подвижностью. Для этих целей применяют портландцемент и пуццолановый портландцемент.

Ремонт швов в цементобетонных дорожных покрытиях

К дефектам швов относят недостаточное заполнение и уплотнение; избыточный уровень мастики; сколы у краев плит и у продольных и поперечных швов и обочин; раскрытие швов; сквозные трещины плит; поверхностные дефекты; уступы и просадки; выпучивание плит.

Ремонт швов начинается с их очистки, которая выполняется специальными машинами, и введения в них жидких заполнителей или заполнителей, содержащих кремний.

Сначала необходимо полностью удалить старый материал, заполняющий шов, иначе не может быть гарантировано полное сцепление нового заполнителя со стенками швов. Обычно удаление старого материала, заполняющего швы, производится машиной для рыхления швов, состоящей из автомобиля или трактора-тягача с навесным рыхлителем, резцы которого изготовлены из стали. Работы по удалению заполнителя из шва лучше производить при низкой температуре воздуха, так как в этот период заполнитель более ломкий и может быть легко удален.

Важной задачей при содержании швов наряду с удалением старого заполнителя является их очистка от инородных материалов. Перед ремонтными работами определяется причина возникновения повреждений швов. Наиболее частыми повреждениями являются растрескивание кромок швов; появление трещин из-за неправильно расположенных или неправильно устроенных швов; образование ступеней из-за вертикального смещения плит; повреждение в результате воздействия противогололедных солей.

В зависимости от характера повреждения проводятся следующие виды работ: ремонт кромок швов; подъем плит; нагнетание раствора под плиты; полная или частичная замена плит.

Поврежденные кромки швов ремонтируют материалом, обработанным органическим вяжущим, а также модифицированной бетонной смесью или специальным материалом. Для заполнения швов разрабатывают материалы, которые должны обладать упругими свойствами, хорошо прилипать к бетону, быть достаточно тугоплавкими летом, не хрупкими зимой.

В штате Вирджиния (США) преложен следующий способ ремонта швов бетонных покрытий. По периметру поврежденного участка покрытия делают прямоугольный надрез с вертикальными стенками на глубину не менее 2,5 см. Бетон в зоне надреза выбирают сначала тяжелыми, а затем легкими перфораторами до глубины, составляющей 2,5-10 см. Перед укладкой бетонной смеси в зоне швов устанавливают полиэтиленовые кромкообразователи.

В Японии предложен способ ремонта швов, согласно которому между элементами арматурного каркаса укладывают быстротвердеющий цементный раствор или же бетонную смесь, содержащие стальную нить. Бетонная смесь имеет осадку конуса 4-22 см, водоцементное отношение равно 0,3-0,75. Количество стальных нитей в растворе или в бетонной смеси равно 0,1-2% от объема. Максимальная крупность зерен равномерно распределенного инертного заполнителя не превышает 15 мм.

В штате Айова (США) для ремонта сильно поврежденных швов и поверхности бетонных покрытий используют фибробетон. Фиброармированный бетон укладывают слоями толщиной 5,1; 7,6; 12,7 см. Стальная проволока диаметром 0,56 мм и длиной 2,54 и 6,35 см вводится в бетонную смесь из расчета 0,1% от объема смеси.

Компания "Xypex Chemical France" (Франция) разработала материал Xypex для ремонта швов, в состав которого входят портландцемент, известь, кремниевый песок, органические вещества. Перед нанесением материала проводят пескоструйную обработку.

Материал Xypex можно наносить на влажную поверхность. При взаимодействии его с водой и компонентами цементобетона происходит образование нерастворимых кристаллов, заполняющих капилляры и поры, причем постепенно процесс кристаллизации распространяется по всей толщине слоя. Благодаря этому повышается морозостойкость бетона, а также стойкость к атмосферным воздействиям, к действию агрессивных веществ. Герметичность бетона не нарушается при повреждении поверхности.

При текущем ремонте автомобильной дороги 1-74 в г. Шампейне (Франция) использовали бетон, содержащий серу. Была произведена вырубка участка дорожного покрытия размером 2,13х3,65 м по всей его глубине, по краям вырубки устроили поперечные швы. Место вырубки заполнили бетоном, содержащим серу, за 6 минут. Через 4 часа швы залили заполнителем и посыпали сверху песком. Сразу, даже в случае дождя, дорога может быть открыта для движения.

Бетон, содержащий серу, представляет собой термопластичный материал, получаемый в результате перемешивания кварцевого каменного материала мелкозернистого кремниевого песка и модифицированной серы при температуре 140,6° С.

Серосодержащий бетон является кислотоупорным, стойким к перепадам температуры, непроницаемым, менее подверженным вредному взаимодействию солей, быстрозатвердевающим - за несколько часов прочность его достигает 21,1 МПа, а за сутки 56,2 МПа.

Во всех поперечных швах дорожного покрытия для распределения напряжений между плитами устанавливают стыковые штыри.

Евгений МАРГАЙЛИК


Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 23 за 1998 год в рубрике техника

©1995-2024 Строительство и недвижимость