Ремонт трещин цементобетонных дорожных покрытий в США

Ремонт случайных трещин значительных размеров может выполняться по технологии ремонта швов. При небольших размерах трещин, которые пропускают воду в основание и не обеспечивают передачу усилия от одной части плиты к другой, используют методы ремонта, включающие очистку и расширение трещины и дальнейшую ее герметизацию (по данным исследователей "Rutherford N.F., Wilcox B. W.).

Технологический процесс ремонта трещин включает следующие операции: установление контроля за движением транспортных средств; расширение трещин до ширины 1,25 см и глубины 1,9-2,5 см, которое выполняется только при использовании твердого (песчаного) материала при герметизации; очистку трещин от пыли и грязи; высушивание покрытия и подогрев при необходимости до температуры не ниже 7°С; разогрев герметика до рабочей температуры; заполнение трещин герметиком и разравнивание его скребком с резиновой лентой; использование при необходимости грунтующего материала.

Для ремонта трещин применяются воздушный компрессор, распределительное устройство или специальная машина, фреза для разработки трещин. Для перевозки людей используют автомобиль. Численность бригады по ремонту трещин обычно составляет 8-10 человек.

Способ окончательного восстановления рабочего слоя дорожного покрытия в местах образования продольных трещин предусматривает поэтапное выполнение следующих видов работ (по данным исследователя Belangie M.): обработку фрезой дорожного покрытия в холодном состоянии на глубину 2-3 см при ширине обрабатываемой полосы, превышающей ширину трещины примерно на 40 см ; сбор и удаление разрушенного материала; очистку вырезанной площади; укладку вяжущей смеси в холодном состоянии (гранулометрический состав материала 0-10 мм или 0-6 мм) специальной машиной.

Исследователь Belangie M. считает, что нарезание пазов в швах приводит к неприятным последствиям. Так, чем больше извита трещина, тем больше трудностей при ее разработке, поскольку происходит разрушение одновременно и хорошего бетона, а также выкрашивание его и герметика. После нарезания швов машиной в бетоне часто образуются параллельные трещины.

Для продувки трещин используют ранцевые компрессоры. Некоторые из них делаются с продувкой подогретым воздухом. Такие компрессоры лучше использовать в районах с влажным и холодным климатом. Температура подогрева стенок трещин должна быть не менее 49-54°С, чтобы работы по герметизации трещин заканчивались при температуре до 15,6-26,6°С.

В штате Техас ремонт трещин производят способом укладки секций арматуры с последующим заполнением бетонной смесью . Арматуру укладывают в выфрезерованное в покрытии углубление. Подобным образом ремонтируют трещины в кромках покрытий.

Кроме того, трещины заклеивают эпоксидным составом, который заливают в предварительно очищенную трещину, после чего заглаживают поверхность. На старом цеметобетонном покрытии с трещинами иногда устраивают поверхностную обработку, которая, кроме создания шероховатой поверхности, герметизирует и укрепляет трещины. При гидроизоляции трещин можно использовать различные материалы.

Исследователь Belangie M. приводит данные об использовании герметиков для ремонта трещин в штате Юта. Особое внимание уделяется температурному режиму процесса герметизации трещин, поскольку их ремонт проводится обычно осенью, зимой или ранней весной. При соприкосновении герметика (при температуре 182-204°С) с охлажденным покрытием происходит существенное снижение адгезии его к стенкам трещины.

Были испытаны 12 видов герметиков: резиновая крошка, термопластические модифицированные материалы, эмульсионные материалы, эмульсии со стиролом, термопластические пластмассы. В зимнее время отремонтированные трещины вновь открываются, если при их герметизации была использована резиновая крошка. Термопластичные жидкие дорожные битумы с добавкой синтетического каучука могут применяться с разным содержанием термопластичного материала.

Исследователем Rutherford N. F. описано применение для герметизации трещин таких материалов, как дорожный битум с добавкой синтетического каучука (до 18-20%) или тугоплавкого герметика, легкоплавкие полимерасфальты. Трещины шириной 1,9 см и более могут заполняться жидким цементным тестом, песчано-эмульсионной смесью.

В США достаточно часто используются силиконовые заполнители швов с малым модулем упругости в виде различных прокладок, находящихся в сжатом состоянии. При из использовании особое внимание уделяется чистоте и сухости шва. Необходимо очищать стенки от цементного молока, которое образуется при промывке шва, струей песка или распиловкой без промывки паза водой.

Rutherford N. F., в частности, описал способ заполнения трещин мелким щебнем. До введения щебня трещина должна быть загерметизирована и выдержана в течение некоторого времени.

Осуществляется также заливка трещин битумом с россыпью высевок по поверхности покрытия (в местах расположения трещин).

Belangie M. приводит новый способ грунтовки трещин термопластичными материалами с помощью специального скребка с резиновой пластинкой. Профиль пластинки должен быть таким, чтобы за ней оставалась полоса толщиной 0,3-0,6 см, которая обычно на 2,5-3,8 см шире самой трещины. Использование грунтовки позволяет отказаться от нарезания пазов.

Транспортное управление штата Калифорния применяет метакрилатные смолы для заделки трещин в цементобетонных покрытиях автомобильных дорог. Такие смолы характеризуются малой вязкостью, высокой температурой воспламенения, быстрым затвердеванием и способностью хорошо проникать в покрытие. Для заделки трещин метакрилатной смолой использовали передвижной распылитель с производительностью 11,6 тыс. м 2.

Через 25 минут после нанесения метакрилатной смолы на покрытие распределяли песок. По мере затвердевания смолы песок прочно закрепляется на поверхности покрытия, обеспечивая ему шероховатость. Исследования показали, что глубина проникновения метакрилатной смолы составила 3,17 см при ширине трещин 0,005 см.

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

Сначала с помощью установки со сжатым воздухом и щеток очищают все трещины на покрытии дороги, 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 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.

Одним из материалов для текущего ремонта жестких цеметобетонных покрытий является материал Thormaseal, представляющий собой битумный эластомер с наполнителями. При применении этого материала не требуется дополнительной обработки трещин песком. Важной характеристикой Thormaseal является его высокая эластичность при различных температурах. Этот материал широко применяется при герметизации трещин, заполнении швов в цементобетонных покрытиях между проезжей частью и укрепленной обочиной. Обрабатываемая 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/сут. Его применение дает возможность быстро открывать движение на отремонтированных участках дорог.

Укладка нового слоя дорожного покрытия

В настоящее время в США старые цементобетонные покрытия ремонтируют способом укладки тонкого покрытия (Bonded Overlay) из непрерывного армированного бетона, фибробетона, асфальтобетона.

На совещании в г. Арлингтоне (штат Техас), посвященном вопросу строительства тонких покрытий на старом цементобетонном покрытии, представитель "Portland Cement Association" рассказал о применении покрытий толщиной 5 см, которые в течение пяти лет находятся в хорошем состоянии.

Исследования W.V.Ward показали, что устройство нового тонкого слоя (толщиной 5-7,5 см) из непрерывно армированного бетона на старом покрытии приводит к существенному сокращению количества трещин.

Так, на опытных участках за год образовалось от 1,2 до 3,4 м трещин, в то время как на обычном покрытии образуется от 60 до 90 м трещин.

Ремонт покрытий тонкими слоями из фибробетона позволил также значительно сократить количество трещин. Ниже приведены данные по количеству трещин на покрытии до ремонта (L 0) и после ремонта (L 1): участок №1: L 0 = 117,9 м, L 1 = 1,2 м; участок №2: L 0 = 104,4 м; L 1 = 18 м; участок №3: L 0 = 86,4 м; L 1 = 8,4 м. В то же время на обычном армированном стержневой арматурой бетоне, уложенном поверх старого железобетона, количество отраженных трещин практически не уменьшилось: L 0 = 105 м, L 1 = 84 м. Все физико-механические показатели на опытных участках лучше, чем на участках, ремонтируемых традиционными способами. Так, деформация дорожных одежд на опытных участках уменьшилась на 15-25%.

При устройстве нового цементобетонного покрытия по старому температурные швы обоих слоев устраивают сдвинутыми относительно друг друга. Штыри арматуры можно укладывать на старое покрытие или вставлять в специально высверленные отверстия.

Непрерывно армированные бетонные дорожные одежды CRCP используются в США при новом строительстве с 1938 года. В штатах Индиана, Иллинойс, Техас, Калифорния, Миссисипи, Нью-Джерси, Мичиган, Мэриленд, Пенсильвания применение CRCP для ремонта старых цементобетонных покрытий началось с 1985 года. С этой целью на подготовленное к ремонту старое покрытие (на котором отремонтированы отдельные разрушения, очищена поверхность от пыли и грязи, сделана подгрунтовка цементным молоком) укладывается металлическая сетка из проволоки диаметром 8 мм в продольном направлении и 6 мм - в поперечном. Размер ячеек сетки в продольном направлении составляет 20 см, в поперечном - 10 см. Общая длина секции арматуры 10-12 м и ширина 3 м. Секции сетки укладываются внахлестку на 20-30 см с перевязкой проволокой в нескольких местах

Сетку привозят на автомашинах с прицепом, с помощью погрузчика и троса снимают с машины и укладывают на место. По уложенной на основание арматурной сетке может проходить строительный транспорт.

Перед укладкой нового бетонного слоя поверхность старого делают рифленой специальными фрезами.

Очистку старого покрытия производят специальными машинами, которые с помощью металлических дисков шлифуют поверхность бетона, образовавшаяся при этом пыль отсасывается в бункер машины и в дальнейшем используется как вторичное сырье.

Непосредственно перед укладкой нового бетона основание обрабатывают цементным молоком.

При ремонте для натягивания копирной струны используют специальные бетонные подставки , которые устанавливаются легко. Они стоят прочно на старом бетоне, обочинах и других местах.

Укладку бетонной смеси осуществляют бетоноукладчиком CMJ-500 по общепринятой технологии.

При очистке машины от налипшей бетонной смеси на основание укладывают полиэтиленовую пленку, на которую счищают эту смесь. Затем пленку с остатками бетона убирают. Многие работы по отделке бетона и нанесению на него бороздок выполняют вручную гладилками шириной до 2,3 м.

При использовании фибробетона износостойкость покрытия увеличивается, срок его службы повышается до 1,2 раза, а прочность - до 1,33 раза по сравнению с обычным цементобетоном.

Деформируемость фибробетона почти в 2 раза выше, чем у обычного бетона. При образовании трещин в цементобетонной плите волокна сопротивляются их раскрытию. Добавление стекловолокна, не подверженного коррозии, дает хорошие результаты.

Процент волокна в объеме цементобетона - 0,6-1,8%. Расход стального волокна около 48 кг/м 3, его длина - 50 мм. В Канаде использовали полипропиленовые волокна толщиной 1,25-2,25 мм.

Модуль упругости фибробетона на 7-е стуки выше, чем модуль упругости обычного бетона, армированного стержневой арматурой, на 28-е сутки.

Применяемый для нового тонкослойного покрытия цементобетон имеет В/Ц - 0,40-0,49 и содержание воздуха в пределах 4-9%. В бетонную смесь вводят пластификаторы, например Plastocrite 161, Petarder Co.

Использование волокон уменьшает размер граничного эффекта, повышая тем самым прочность бетона на 10-15%.

В США предложен способ усиления дорожного покрытия с помощью нитей корда, которые характеризуются высокой прочностью на растяжение (см. патент №4556338, США). Нити, свитые вместе, образуют пряди, выдерживающие растягивающее усилие 41-136 кг. Эти пряди укладываются параллельно в эластомерный материал для создания мембраны, армированной в одном направлении. При ремонте дорожного покрытия направление прядей уложенной мембраны совпадает с направлением действующих усилий, вызывающих трещины в покрытии. Эластичную мембрану соединяют термореактивным вяжущим с дорожным покрытием в процессе укладки верхнего асфальтобетонного слоя или до него.

Для быстрого ремонта взлетно-посадочных полос и устройства покрытий аэродромов применяются готовые панели (см. патент №4629358, США), которые состоят из нескольких слоев стекловолокна, соединенных термореактивной смолой. Поверхность панели армирована волокнистым материалом с большим модулем упругости и высокой прочностью на растяжение. У плит имеются с одной стороны верхние, а с другой нижние выступы, которые армируются волокнистым материалом. Вдоль выступов находятся устройства для крепления соседних панелей с помощью болтов. Покрытия из таких панелей отличаются высокой прочностью на изгиб и большой грузоподъемностью.

Довольно часто на дорогах в США встречаются участки старого цементобетонного покрытия, перекрытого слоем асфальтобетона толщиной около 10 см, который укладывается из разных по цвету (черный, серый, красный) материалов. Это повышает безопасность движения автомобилей и придает покрытию эстетичный вид.

Евгений МАРГАЙЛИК


Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 25 за 1998 год в рубрике техника

©1995-2024 Строительство и недвижимость