Особенности реконструкции дорожных одежд с цементобетонными покрытиями

При реконструкции дорожных одежд с цементобетонными покрытиями обычно выполняют работы по уширению и усилению (повышению прочности) дорожной одежды.

В случае уширения существующего цементобетонного покрытия или основания, хорошее качество сопряжения с цементобетонной полосой уширения дает специальная конструкция, приведенная на рис. 54.

Она не только несколько толще в месте примыкания, но и имеет выступ, который заходит под старое покрытие. Старое покрытие таким образом получает усиление края за счет опирания на плиту уширения. Во избежание проникания воды шов между старым и новым покрытием необходимо заполнять мастикой. Однако эта конструкция достаточно сложна технологически.

Рис. 54. Схема уширения цементобетонного покрытия: 1 - новое бетонное покрытие уширения; 2 - старое бетонное покрытие; 3 - арматура. Все размеры даны в метрах

Усиление дорожных одежд с цементобетонными покрытиями можно выполнять следующими способами:

- устройство слоев усиления из асфальтобетонных смесей поверх старого цементобетонного покрытия без нарушения его сплошности;

- то же, с предварительным дроблением старого цементобетонного покрытия на мелкие блоки и тщательным уплотнением полученного таким образом материала основания;

- устройство слоя усиления из непрерывно армированного бетона поверх старого цементобетонного покрытия.

Цементобетонное покрытие чаще всего усиливают путем укладки одного или нескольких слоев асфальтобетона. Однако чтобы уменьшить вероятность образования трещин, оно может состоять из нескольких слоев общей толщиной 9-18см или быть однослойным.

Перед укладкой асфальтобетонной смеси швы в цементобетонном покрытии расчищают, заливают битумом и цементным раствором, посыпают песком и для исключения сцепления слоев швы закрывают полиэтиленовой пленкой, бумагой, пропитанной битумом на ширину 0,5-0,8м с каждой стороны шва.

Другим вариантом усиления цементобетонных покрытий, обеспечивающим снижение образования трещин, является укладка слоя асфальтобетона толщиной 4-8см поверх предварительно проложенной полипропиленовой пленки или нетканых материалов.

За рубежом усиливают прочность и устраняют поверхностные дефекты, укладывая армированный или неармированный бетон (или фибробетон) различной толщины. Армированные бетонные покрытия обладают преимуществом - они могут быть небольшой толщины.

Толщина слоя усиления из непрерывно армированного бетона определяется расчетом. При усилении дорожной одежды с цементобетонным покрытием толщина слоя усиления из непрерывно армированного бетона может составлять 10-12см.

Слой усиления из непрерывно армированного бетона укладывается непосредственно на старое цементобетонное покрытие без устройства изолирующих и выравнивающих прослоек (рис. 55).

Рис. 55. Принципиальные схемы дорожных одежд с непрерывно армированными покрытиями: 1 - новое бетонное покрытие; 2 - старое непрерывно армированное бетонное покрытие; 3 - песчано-цементная смесь; 4 - песок; 5 - черный щебень; 6 - тощий бетон;

7- теплоизолятор (стиропорбетон, пенопласт и др.).

Поперечные швы (сжатия и расширения) на слое усиления не устраивают. Продольные швы в зависимости от количества поперечной арматуры устраивают через 3,75 м по типу ложных или через 7,5 м по типу шпунта (рис. 56).

Рис. 56. Конструкции продольных швов: а - шов по типу ложного; б - шов по типу шпунта;

1 - бетонная плита покрытия; 2 - арматурная сетка; 3 - битумная мастика

На практике усиление цементобетонных покрытий, чаще всего, производят путем укладки слоев асфальтобетона, причем конструкция, тип и марка асфальтобетона и технология производства работ определяются в зависимости от технической категории дороги и дорожно-климатической зоны.

Для автомобильных дорог высших категорий, а также дорог, расположенных в I-III дорожно-климатических зонах, применяют асфальтобетонные смеси типов А или Б первой марки.

Подготовительные работы при этом направлены в основном на устранение дефектов цементобетонного покрытия:

- полностью разрушенные плиты удаляются и заменяются на новые монолитные, изготовленные на месте или на заводах ЖБИ;

- пустоты под плитами и нарушение уклонов исправляются путем профилирования основания (при этом плиты снимаются) или нагнетания под плиты песка или цементного раствора;

- сколы кромок и углов плит устраняют путем укладки асфальтобетонных (мелкозернистых или песчаных) смесей при толщине слоя до 6 см и цементобетонных более 6см;

- искажения продольного и поперечного профилей устраняют путем укладки выравнивающего слоя из песчаного или мелкозернистого асфальтобетона асфальтоукладчиками, оснащенными системами автоматики;

- восстанавливают швы существующего покрытия и заливают их герметизирующей мастикой.

Перед укладкой выравнивающего слоя или покрытия производят розлив горячего битума (0,3-0,5л/м²) или битумной эмульсии (0,6-0,8л/м²).

Технология производства работ при усилении дорожных одежд с учетом повышения трещиностойкости слоя может выполняться следующими способами:

- путем укладки толстыми слоями за один проход (толщина слоя 10-18см в России, 14-26см за рубежом);

- использованием асфальтобетонных смесей на основе ПБВ;

- армированием асфальтобетона в зонах швов цементобетонного покрытия геоматериалами;

- армированием асфальтобетонных смесей металлическими или полимерными волокнами;

- путем устройства в асфальтобетоне деформационных швов над швами существующего цементобетонного покрытия.

Наибольший эффект достигается при комплексном использовании нескольких способов одновременно.

В технологии укладки асфальтобетона толстыми слоями за один проход наибольшую сложность вызывает уплотнение, так как необходимо применять тяжелые катки массой 15-25т и увеличивать число проходов катка по одному следу. Температура воздуха при укладке не должна быть ниже 5°С, а температура смеси - не ниже 140°С.

Не всегда целесообразно использовать старые цементобетонные покрытия в качестве оснований. За длительный срок предшествующей службы бетонные покрытия теряют свою прочность, покрываются многочисленными разнообразными по размерам и направлениям трещинами, выбоинами, на них появляются cколы кромок и швов и другие виды разрушений. Поверхность цементобетонных покрытий становится покрытой трудноудаляемой масляной пленкой, которая препятствует хорошему сцеплению между бетоном и новыми покрытиями. Неоднородность старого покрытия по прочности не гарантирует однородную прочность усиленной дорожной одежды.

В этом случае для обеспечения нормальной службы новой дорожной одежды старое цементобетонное покрытие или основание разбивают на куски перфораторами или бетоноломами.

После удаления бетона и металла арматуры может оказаться необходимым замена старого песчаного слоя или повышение уровня земляного полотна за счет устройства морозоустойчивого слоя. В тех случаях, когда состояние песчаного основания позволяет оставить старый цементобетон на месте, из него выбирают металл арматуры, дополнительно измельчают обломки бетона и уплотняют тяжелыми катками.

В ФРГ в качестве одного из основных способов использования старых цементобетонных покрытий на автомобильных магистралях довоенной постройки принято измельчение бетона на месте и уплотнение его тяжелыми стальными ударниками, сбрасываемыми подъемными кранами.

В результате уплотнения поверхность старого цементобетонного покрытия понижается на 3-4см. По такому слою, рассматривая его при расчетах прочности дорожной одежды как укрепленное грунтовое основание, возводят новую дорожную одежду.

При сохранении существующего бетонного покрытия в составе будущей дорожной одежды приходится выравнивать старое покрытие слоем песка толщиной 5-10см, обработанного битумом, и по нему укладывать новое покрытие такой толщины, чтобы оно не подвергалось трещинообразованию в результате воспроизводства трещин старого покрытия.