Отраслевой дорожный методический документ. Методические рекомендации по ремонту цементобетонных покрытий автомобильных дорог
(утв. Распоряжением Минтранса России от 09.10.2002 № ОС-860-р)
Примечание
Документ введен в действие с 01.11.2002 (Распоряжение Минтранса России от 09.10.2002 № ОС-860-р).
ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО РЕМОНТУ ЦЕМЕНТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Предисловие
«Методические рекомендации по ремонту цементобетонных покрытий автомобильных дорог» разработаны по заданию Государственной службы дорожного хозяйства Министерства транспорта РФ специалистами Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета): докт. техн. наук, проф. Ушаковым В.В. и канд. техн. наук, доц. Шведенко С.В.
В настоящих «Методических рекомендациях» обобщен накопленный опыт применения новых материалов, конструкций и технологий при ремонте цементобетонных покрытий отечественными организациями ЗАО «Ирмаст-Холдинг», НПО «Прогресстех», 26-й ЦНИИ МО РФ и др.
При разработке отраслевой дорожной методики учтен положительный опыт зарубежных стран, где за счет своевременного выполнения ремонтных работ значительно продлевается эксплуатационный ресурс жестких покрытий.
В документе детально изложена технология работ по консервации трещин, ремонту деформационных швов и поверхностного слоя покрытий. Рассмотрены современные способы замены разрушенных участков плит, выравнивания поверхности покрытий, устранения усадочных трещин и укрепления поверхностного слоя бетона специальными составами. Отдельный раздел «Методических рекомендаций» посвящен вопросам контроля качества ремонта цементобетонных покрытий автомобильных дорог.
Замечания и предложения по данной работе просим направлять по адресу: 125319, Москва, Ленинградский проспект, 64, МАДИ (ГТУ), кафедра «Строительство и эксплуатация дорог».
1. Общие положения
1.1. Настоящие «Методические рекомендации» разработаны в развитие «Технических правил ремонта и содержания автомобильных дорог» и предназначены для использования при ремонте цементобетонных покрытий автомобильных дорог.
1.2. Цементобетонные покрытия автомобильных дорог в процессе эксплуатации под воздействием транспортных нагрузок и природно-климатических факторов постепенно изнашиваются. Разрушение покрытий, как правило, имеет место в случаях, когда напряжения и деформации, возникающие в плитах, превышают допустимые значения. К характерным деформациям и разрушениям цементобетонных покрытий относят: образование трещин, отколы углов и краев плит, шелушение поверхностного слоя бетона, появление выбоин и раковин, вертикальные смещения плит и их коробление, разрушение стыковых соединений и заполнителей швов. Наиболее распространенные деформации и разрушения цементобетонных покрытий и вероятные причины их возникновения представлены в Приложении.
1.3. Для обеспечения необходимого транспортно-эксплуатационного состояния цементобетонных покрытий организуют дорожную службу, оснащенную специальными машинами, механизмами и инструментами.
Ремонт покрытий состоит из подготовительных и основных работ.
Подготовительные работы включают подвоз и складирование ремонтных материалов, обеспечение необходимым комплектом инструментов, машин и механизмов, подготовку участка покрытия к ремонту.
К основным работам относят приготовление ремонтных материалов, их распределение и окончательную обработку, отделку и уход за отремонтированными участками покрытия, контроль качества работ.
Виды и состав работ, выполняемых дорожной службой, определены действующей классификацией работ по ремонту и содержанию автомобильных дорог.
2. Очередность выполнения ремонтных работ
2.1. Оптимально выбранная последовательность ремонтных работ и оперативное устранение причин, вызывающих образование дефектов, минимизируют затраты по поддержанию в работоспособном состоянии цементобетонных покрытий и уменьшают объем повреждений, требующих больших капитальных вложений.
Очередность ликвидации дефектов устанавливают на основе обследования состояния покрытий, выявления причин их образования и в зависимости от значимости (весомости) различных видов повреждений покрытий.
2.2. Для каждой отдельной автомобильной дороги разрабатывают индивидуальную программу ремонта.
В первую очередь назначают те ремонтные работы, которые позволяют устранить причины образования дефектов на покрытии.
Рекомендуемая (базовая) очередность проведения ремонтных работ:
-
устройство швов расширения (при их отсутствии) или устройство дополнительных швов при неработоспособности существующих;
-
разделка, очистка, восстановление геометрии деформационных швов и их герметизация;
3. Ремонт деформационных швов и консервация трещин
3.1 Устройство компенсационных швов
3.1.1. Компенсационные швы устраивают по типу швов расширения для исключения дальнейшего образования сколов, трещин и обеспечения продольной устойчивости покрытия.
Такие швы предназначены для восприятия перемещений плит при их расширении под воздействием высоких температур.
Нарезка компенсационных швов возможна как по имеющимся швам сжатия, так и в средней части плиты.
При устройстве компенсационных швов по имеющимся швам сжатия выполняют работу по извлечению старого герметика шва.
3.1.2. Для устройства компенсационных швов предпочтительно применение алмазного режущего инструмента, позволяющего получить безупречные кромки.
Нарезают цементобетонные покрытия на всю толщину при ширине шва 30 мм. Тщательно очищают сквозной шов сжатым воздухом, просушивают и заполняют его нижнюю часть пенополиуретаном. Снимают фаски 2 мм на кромках шва под углом 45°, осуществляют грунтовку стенок шва и герметизацию верхней части шва на глубину 30 мм.
При полном закрытии шва после разрезки плиты дополнительно устраивают паз шириной 8 — 10 мм и глубиной 25 — 30 мм, укладывают уплотнительный шнур и осуществляют герметизацию.
3.1.3. В тех случаях, когда в ремонтируемом покрытии имеются штыревые или иные соединения для передачи нагрузки с плиты на плиту, для обеспечения совместной работы разрезанных плит устанавливают стыковые соединения после «срабатывания» швов.
Для размещения штырей производят устройство скважин диаметром 24 мм путем сверления бетона под углом 30° сверлильным станком с поворотным лафетом. После очистки пробуренного отверстия его заполняют вяжущим составом на основе акриловой смолы и вводят в скважину стальной анкер вращательным движением.
3.2 Восстановление герметизации деформационных швов и консервация трещин
3.2.1. Восстановление герметизации деформированных швов включает в себя следующие операции: очистку швов от старой мастики, разделку шва нарезчиком швов, очистку шва металлическими щетками, продувку сжатым воздухом, просушивание горячим воздухом при влажном бетоне, запрессовку уплотнительного шнура, обработку стенок шва подгрунтовочным составом, герметизацию.
3.2.2. Удаление существующего герметика производят с помощью мини-трактора, оборудованного специальным шовным плугом с металлическими зубом переменной ширины или нарезчиком швов с набором дисков толщиной 9 мм для получения паза шириной не менее 10 мм, а также с помощью ручного инструмента. В случае, если по краям шва имеются остатки старой массы герметика, их удаляют с поверхности при помощи скребка-ножа.
3.2.3. В швах плохого качества, с неровными боковыми гранями, а также при ширине шва менее 8 мм проведение разделки шва осуществляют с использованием нарезчика швов.
Рекомендуется использовать нарезчики швов, оборудованные алмазными дисковыми пилами.
3.2.4. Очистку швов выполняют щеточной машиной, переоборудованной из нарезчика швов. Вращение щетки осуществляется против движения. Такое вращение щетки наиболее эффективно очищает шов.
При необходимости для очистки швов от грязи применяют водоструйную очистку под высоким давлением. После промывки пазы швов продувают и сушат горячим воздухом. Период между сушкой и нанесением грунтовочного состава не должен превышать 15 мин.
3.2.5. Для предотвращения обламывания кромок шва под нагрузкой и разгерметизации швов рекомендуется снятие фасок 2 мм у швов под углом 45° специальным алмазным диском.
3.2.6. Операция по грунтовке швов должна выполняться в обязательном порядке с применением специальных грунтовочных составов. Нанесение грунтовочного состава на подготовленную поверхность швов осуществляется шприц-распылителем.
3.2.7. До начала консервации трещин они должны быть разделаны и тщательно очищены от каменной мелочи, пыли, грязи и других посторонних предметов, препятствующих хорошему сцеплению материалов с бетоном.
Разделку трещин распиливанием на глубину 30 мм осуществляют фрезой, рабочий орган которой выполнен в виде звездочек из твердосплавных металлов, или машинами с дисковыми пилами небольшого диаметра. Очистку трещин производят щеточной машиной или стальными щетками. Трещину следует продуть сжатым воздухом, а при влажном бетоне продувку осуществить горячим воздухом, запрессовать уплотнительный шнур или засыпать в трещину резиновую крошку, обработать стенки трещин подгрунтовочным составом и выполнить герметизацию.
Уплотнительный шнур применяют с целью экономии мастики и формирования оптимального поперечного сечения герметика в шве. Отношение глубины к ширине шва может изменяться от 1:1 до 1:2.
3.2.8. При выборе типа герметика следует учитывать возможные максимальные отрицательные и положительные температуры воздуха региона, где расположено покрытие. Большую роль на эффективность работы герметика в швах и его срок службы оказывает деформативность герметизирующих материалов.
Основные показатели некоторых герметизирующих мастик представлены в табл. 1. Требования к относительному удлинению герметизирующих мастик представлены в табл. 2.
ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИХ МАСТИК
3.3 Устранение сколов кромок плит, деформационных швов и трещин
3.3.1. При устранении сколов кромок плит первоначально выполняют маркировку и оконтуривание дефектных мест с помощью нарезчика швов с алмазными дисками. Удаляют разрушенный бетон пневмоинструментом с малой энергией удара (специальным перфоратором, игольчатым пистолетом) и тщательно очищают место ремонта металлическими щетками.
3.3.2. Для устранения сколов кромок швов и трещин после выполнения подготовительных работ (п. 3.3.1) в шов (трещину) вставляют соответствующей ширины планку. Затем осуществляют грунтовку очищенной поверхности бетона и заполнение поврежденного участка ремонтным материалом. После его затвердевания планку удаляют из шва, дополнительно нарезают шов для исключения возможного соединения плит ремонтным составом и герметизируют шов.
3.3.3. Для выполнения работ по устранению сколов бетона в небольших объемах и в короткие сроки применяют метакрилатные, модифицированные эпоксидные и другие искусственные смолы.
Материалы «Silical» готовят на основе метакрилатных смол. Они относятся к двухкомпонентным реактивным смолам, не содержащим растворителей, а следовательно, и имеющим минимальную усадку в процессе твердения.
Для обеспечения прочного сцепления бетона с ремонтным материалом используют грунтовочный состав метакрилатной смолы «Silical R51», обладающий малой вязкостью и большой проникающей способностью.
Характеристика искусственной смолы «Silical R51» для грунтовки поверхности бетона представлена в табл. 3.
Для получения бетона на основе искусственной смолы «Silical» в качестве наполнителя используют сухой фракционированный кварцевый песок, который содержит в своем составе порошкообразный отвердитель — пероксид бензоила.
Предварительно приготавливают смесь минерального наполнителя и отвердителя, в которую на месте производства ремонтных работ вводят строго дозированное количество смолы, что позволяет получить бетоны стабильного качества с минимальной усадкой в процессе твердения. Материал «Silical» можно использовать для выполнения ремонтных работ при отрицательной температуре до -10 °C. Свойства бетона на основе метакрилатной смолы «Silical R17» приведены в табл. 4.
3.3.4. Для ремонта сколов кромок плит наряду с материалами на основе искусственных смол широко используют материалы на основе минеральных вяжущих, рассмотренных в п. 4.2. При использовании таких материалов уход за поверхностью отремонтированного покрытия осуществляют известными средствами.
3.3.5. Средства механизации, рекомендуемые для устранения сколов кромок плит, герметизации деформационных швов и консервации трещин, представлены в табл. 5.
4. Ремонт поверхностного слоя цементобетонных покрытий
4.1 Подготовка для ремонта поверхности покрытий
4.1.1. Подготовку поверхности ремонтируемого участка выполняют очень тщательно, так как от нее во многом зависит прочность сцепления ремонтных составов с поверхностью старого бетона и сопротивляемость разрушению отремонтированного участка при воздействии на него транспортных нагрузок и природно-климатических факторов.
4.1.2. Подготовка поверхности цементобетонных покрытий включает следующие операции: удаление слабого или разрушенного слоя бетона с устройством вертикальных стенок, очистку от пыли, мусора и грязи, а также промывку и просушку (при необходимости).
Требования к подготовке ремонтируемых бетонных поверхностей устанавливают в зависимости от степени их разрушения и материалов, применяемых для выполнения ремонтных работ.
4.1.3. Обрезку бетона по контуру производят алмазным инструментом по плоскости, перпендикулярной бетонной поверхности, на глубину не менее глубины разрушенной поверхности с последующим удалением ослабленного бетона перфораторами, отбойными молотками, проволочно-игольчатыми пистолетами, металлическими щетками, пескоструйными установками, шлифовальными машинами и фрезами. Предпочтение следует отдавать обработке бетона пескоструйными установками, шлифовальными машинами и проволочно-игольчатыми пистолетами, позволяющими не изменять или даже увеличивать прочность бетона на отрыв.
Контуры ремонтируемых участков не должны иметь острых углов. Глубина зарезов в тело «здорового» бетона алмазным инструментом не должна превышать 20 мм. Удаление бетона на глубину разрушения по углам производят перфораторами или отбойными молотками.
4.1.4. Удаление с поверхности покрытия мусора, грязи и пыли производят путем очистки, продувки и промывки поверхности. Очистку поверхности производят электрощетками, при небольших объемах работ — вручную металлическими щетками.
Перед нанесением грунтовочного состава ремонтируемая поверхность цементобетонного покрытия должна быть очищена от пыли продувкой воздухом от компрессора, имеющего водо- или маслоотделитель.
При использовании в качестве ремонтного материала бетонов на основе минеральных вяжущих следует не позднее 30 минут до начала укладки смеси увлажнять поверхность до состояния полного насыщения бетона водой. Непосредственно перед укладкой ремонтного состава излишки воды с ремонтируемой поверхности удаляют сжатым воздухом или с помощью ветоши.
4.1.5. В процессе подготовки бетонных поверхностей при вскрытии арматурных стержней не допускается их повреждение алмазными дисками. Максимальная глубина резания бетона по периметру ремонтируемого участка в этом случае не должна превышать толщину защитного слоя, а минимальная должна быть 20 мм.
При удалении поврежденного бетона вокруг арматурных стержней не допускается механическое воздействие на арматуру отбойных молотков или перфораторов с целью снижения влияния вибрации на сцепление арматуры с бетоном.
Вскрытые арматурные стержни должны быть полностью оголены, а зазор между подготовленной поверхностью бетона и стержнем должен быть не менее 10 мм при крупности заполнителя в ремонтном материале до 5 мм и не менее 20 мм при крупности заполнителя более 5 мм.
Стальная арматура после вскрытия должна быть очищена от ржавчины и окалины.
4.2 Материалы для ремонта поверхностного слоя покрытий
4.2.1. Срок службы отремонтированного покрытия зависит от качества материалов, применяемых для ремонтных работ.
Для ремонта поверхностного слоя бетона используют материалы на основе минеральных вяжущих, искусственных смол и порошковых полимеров. Для оперативного ремонта (в исключительных случаях) возможно использование литых, а также горячих и холодных асфальтобетонных смесей.
Цементобетон покрытия и ремонтные материалы должны иметь по возможности близкие модули упругости и коэффициенты линейного температурного расширения. Усадка составов во время затвердевания и последующей эксплуатации должна быть минимальной.
4.2.2. Быстротвердеющие высокопрочные бетоны (БВБ) рекомендуется применять при толщине ремонтируемого слоя не менее 10 мм для ремонта: шелушения поверхности бетона, сколов кромок и углов плит. БВБ могут быть использованы также для бетонирования разрушенных участков плит.
Сухие бетонные смеси для ремонта цементобетонных покрытий РМ-26Ф (ТУ 5715-001-07805066) и НПО «Прогресстех» (ТУ 5870-001-11430927-99) выпускает отечественная промышленность. Физико-механические показатели этих смесей приведены в табл. 6.
| Показатели | Ед. изм. | Сухие бетонные смеси | |
| НПО «Прогресстех» | РМ-26Ф | ||
| Прочность на сжатие через 1 сутки | МПа | 46,1 | 20,0 |
| Морозостойкость | циклы | 200 | 200 |
| Усадка | мм/м | 0,9 | - |
| Прочность сцепления со «старым» бетоном | МПа | 1,5 | 1,5 |
4.2.3. Сухие бетонные смеси «Emaco», выпускаемые ЗАО «Ирмаст-Холдинг» (Россия) по лицензии фирмы MACspa (Италия), представляют собой смеси подобранного состава, приготовленные на основе специальных цементов нормированного минерального состава, фракционированного инертного заполнителя, композиционной минерально-химической добавки и полимерного или металлического фибронаполнителя.
Прочностные характеристики некоторых бетонов серии «Emaco» представлены в табл. 7.
Основу смесей серии «Emaco» составляет цемент «Макфлоу», представляющий собой быстротвердеющий пластифицированный расширяющийся продукт, получаемый на основе портландцементного клинкера и комплекса расширяющих и пластифицирующих добавок.
В табл. 8 приведены составы бетона на основе цемента «Макфлоу».
Прочностные характеристики бетона на цементе «Макфлоу 52,5» представлены в табл. 9.
| Время твердения, сутки | Прочность на сжатие, МПа | Прочность на изгиб, МПа |
|---|---|---|
| 1 | 20 | 6 |
| 3 | 45 | 8 |
| 7 | 62 | 9 |
| 28 | 90 | 10 |
4.2.4. Для ремонта мест неглубокого шелушения поверхности цементобетонных покрытий возможно использование материалов на основе модифицированных эпоксидных смол. Одним из материалов, приготовленных на основе модифицированных эпоксидных смол, является «Конкретин». Основным преимуществом материала «Конкретин» по сравнению с известными эпоксидными смолами ЭД-10, ЭД-16, ЭД-20 является малая начальная вязкость, отсутствие растворителей в составе, низкий модуль упругости в затвердевшем состоянии и большое предельное относительное удлинение.
Для повышения сцепления материала «Конкретин» с бетонным покрытием используют маловязкую не содержащую растворитель смолу «Конкретин IHS-BV». Расход смолы для грунтовки в зависимости от пористости бетонной поверхности составляет 300 — 500 г/куб. м. Характеристика грунтовочного состава на основе эпоксидной смолы «Конкретин IHS-BV» представлена в табл. 10.
Для повышения сцепления ремонтных слоев осуществляют посыпку поверхности бетона, обработанной смолой «Конкретин IHS-BV», кварцевым песком фракции 0,2 — 0,7 мм с расходом 1,5 кг/куб. м.
Характеристика бетона на основе эпоксидной смолы «Конкретин IHS-BV» приведена в табл. 11.
4.2.5. При ремонте шелушения поверхности бетона используют порошкообразные полимеры, способные расплавляться под действием высокой температуры и образовывать пленочные покрытия при последующем остывании. Одним из широко распространенных аморфных порошкообразных полимеров является поливинилбутираль (ПВБ).
Введение в состав порошкообразных полимерных материалов наполнителя (кварцевый песок) и его взаимодействие с расплавом полимера оказывает существенное влияние на процесс формирования и свойства покрытия. При коэффициенте наполнителя 1/10 покрытие на основе ПВБ обладает наиболее высокой прочностью сцепления с цементобетоном.
Основные физико-механические характеристики полимерного материала на основе ПВБ представлены в табл. 12.
4.3 Технология ремонта поверхностного слоя покрытий
4.3.1. При глубине шелушения до 10 мм рекомендуется выровнять поверхность бетонного покрытия путем его фрезерования. Для этой цели применяют специальные фрезеровочные машины, рабочий орган которых — вал с набором алмазных дисков общей шириной 0,6...1,5 м. Алмазные диски срезают неровности без разрушения микроструктуры остающегося бетона.
Движение фрезеровочной машины осуществляется поперек направления движения транспортных средств и в направлении, обратном продольному уклону.
4.3.2. По окончании фрезерования производится промывка отфрезерованной поверхности и очистка покрытия от образовавшегося в результате резания бетона шлама. Промывку осуществляют под давлением 5 — 6 атм.
4.3.3. С целью укрепления отфрезерованной поверхности рекомендуется обработать поверхность бетона гидрофобизирующим составом.
4.3.4 Ремонт полимерными материалами на основе искусственных смол заключается в проведении следующих операций:
-
подготовка бетонной поверхности (п. п. 4.1.1 - 4.1.5);
-
приготовление грунтовочного состава и бетона на основе искусственных смол;
4.3.5. Для обеспечения прочного сцепления бетона на основе искусственной смолы с ремонтируемыми поверхностями предпочтительно использовать грунтовочные составы, обладающие малой вязкостью и большой проникающей способностью.
Для метакрилатных смол марки «Silical» рекомендуется использовать грунтовочный состав «Silical R51» (п. 3.3.3), а для модифицированной эпоксидной смолы «Конкретин» — грунтовочный состав «Конкретин IHS-BV» (п. 4.2.4).
Грунтовочный состав наносят в один слой на подготовленную и высушенную поверхность бетона краскораспылительными пистолетами или, при малых объемах работ, вручную — щетиновыми кистями. Расход смолы для грунтовки в зависимости от пористости бетонной поверхности составляет 300 — 500 г/кв. м.
Рекомендуется посыпать поверхность бетона, обработанного грунтовочным составом, кварцевым песком фракции 0,2 — 0,7 мм с расходом около 1,5 кг/кв. м, что позволяет обеспечить повышенное сцепление ремонтных слоев.
4.3.6. Отремонтированный участок дальнейшего ухода не требует. Срок ввода его в эксплуатацию зависит от вида бетона на основе искусственных смол, температуры окружающей среды в период производства работ и составляет от 1 до 5 часов.
Благодаря несущественному влиянию температуры на вязкость метакрилатной смолы и большой экзотермии в процессе полимеризации материалы на ее основе можно использовать для выполнения ремонтных работ при отрицательных температурах до минус 10 °C.
4.3.7. Технология ремонта поверхностного слоя цементобетонного покрытия с использованием порошкового полимера поливинилбутираля (ПВБ) состоит из следующих операций:
-
подготовка бетонной поверхности (п. п. 4.1.1 - 4.1.5);
-
приготовление сухой смеси, состоящей из порошкового полимера ПВБ и кварцевого песка, в соотношении 1:10;
-
распределение сухой смеси на подготовленную бетонную поверхность;
-
нагрев слоя полимерминеральной композиции до температуры 220 — 240 °C при помощи установки инфракрасного излучения в течение 3 — 4 мин.
Открывать движение по отремонтированному участку возможно через 2 — 3 ч в связи с быстрым формированием слоя покрытия.
4.3.8. Технология ремонта шелушения (при глубине разрушения более 10 мм) с использованием быстротвердеющих высокопрочных бетонов (БВБ) заключается в предварительной подготовке бетонной поверхности (п. п. 4.1.1 - 4.1.5), обработке ее грунтовочным составом, укладке и разравнивании смеси и уходе за бетоном.
4.3.9. Перед укладкой цементобетонной смеси (за 5 — 10 мин.) на подготовленную поверхность тонким слоем наносят цементный клей, приготовленный на основе специального цемента, состоящего из портландцементного клинкера нормированного минералогического состава, расширяющейся добавки и химических веществ, регулирующих свойства цемента.
4.3.10. Бетонную смесь готовят в передвижных бетоносмесителях непосредственно на месте укладки. Приготовленная смесь должна быть уложена в течение 1,5 ч. При использовании смесей для ремонтных работ в условиях высокой температуры окружающей среды (более 35 °C) возможны потери удобоукладываемости, которая может наступить через 30 — 45 минут после затворения смеси.
Заделку повреждений бетонными смесями выполняют в теплое время года при температуре воздуха не ниже 5 °C. При достаточно низкой температуре воздуха (5 — 10 °C) прочность бетона будет нарастать медленнее.
Высокая подвижность бетонной смеси позволяет не проводить уплотнение смеси после укладки.
Для получения высокой ранней прочности (более 30 МПа через 24 часа) необходимо использовать для затворения теплую воду с температурой 35 — 45 °C и укрывать отремонтированные участки теплоизоляционными матами.
4.3.11. Уход за свежеуложенным бетоном осуществляют так же, как и при новом строительстве цементобетонных покрытий. Следует преимущественно использовать пленкообразующие материалы. Для их нанесения можно применить различные пневматические опрыскиватели или ручные насосы, а также малогабаритные распределители пленкообразующих жидкостей.
4.3.12. После выполнения работ и набора прочности ремонтными составами рекомендуется обработать поверхность бетона, прилегающую к отремонтированному участку, по всему периметру на ширину не менее 10 см гидрофобизирующими упрочняющими составами на основе силоксанов.
5. Выравнивание поверхности покрытий и замена отдельных участков плит покрытий
5.1. Устранение небольших неровностей на покрытии производят путем его фрезерования. Выравнивание поверхности выполняют на основе дефектации поверхности по данным нивелирования. Фрезерование покрытия осуществляют по технологии, описанной в п. п. 4.3.1 - 4.3.3. Данная технология служит не только для устранения неровностей покрытия, но и связана также с повышением степени безопасности движения в результате увеличения сцепления колес с бетонным покрытием. Нарезка бороздок для увеличения сцепных качеств цементобетонных покрытий осуществляется канавками размером 6 x 6 мм с расстоянием между соседними бороздками в 50 мм.
5.2. Просадки одиночных бетонных плит устраняют укладкой быстротвердеющего высокопрочного бетона (БВБ), полимербетонного коврика на полную глубину просадки или подъемом плиты с исправлением под ней основания.
5.3. Ремонт БВБ или полимербетоном осуществляют по технологии, приведенной в п. п. 4.3.4 - 4.3.6 и п. п. 4.3.8 - 4.3.11. При этом необходимо, как при ремонте сколов кромок и углов плит, восстанавливать деформационные швы. При ремонте с БВБ рекомендуется делать насечки для лучшего сцепления ремонтного состава со старой плитой. Насечки выполняют электрощетками или пневмоинструментом. Технология подготовки бетонной поверхности описана в п. 4.1.
5.4. Подъем плиты с исправлением основания под ней выполняют в тех случаях, когда просевшая плита не имеет значительных дефектов, т.е. не требует ремонта с поверхности. Для проведения работ по подъему просевших плит в каждой плите просверливают от 6 до 8 отверстий диаметром от 35 до 50 мм, располагаемых равномерно по всей поверхности плиты. В отверстия вводят штуцеры и фиксируют в них. Под воздействием воздуха, поступающего под давлением, бетонная плита отрывается от основания. Затем под плиту подают быстротвердеющий раствор путем вспрыска. Осевшие плиты поднимают на требуемый уровень. Буровые отверстия в верхней части бетонной плиты очищают и заполняют специальным составом. Движение по отремонтированному участку возможно уже через 4 часа после завершения работ.
5.5. Работы по замене разрушенных участков монолитным бетоном (БВБ) состоят из подготовки места для бетонирования, приготовления бетонной смеси, ее укладки и уплотнения, ухода за бетоном.
5.6. При замене разрушенных участков плит производят выпиливание по контуру на полную толщину заменяемой плиты и разрезание ее на сегменты алмазным инструментом — нарезчиком с алмазной дисковой пилой. Важным элементом этой технологии является подъем выпиленных участков плит, подлежащих замене. Для этого используют специальные цанговые захваты, которые устанавливают в скважинах, выбуренных в покрытии. Это позволяет удалять разрушенные участки плит без повреждения кромок соседних участков покрытия.
5.7. После удаления разрушенных участков плит при необходимости ремонтируют основание и устраивают скользящую прослойку (полиэтиленовую пленку) между слоем основания и вновь устраиваемым покрытием.
5.8. Для обеспечения совместной работы ранее уложенных и новых плит покрытия устанавливают арматурные каркасы и штыри.
При установке штыревых соединений в середине бетонного покрытия горизонтально просверливают отверстия внутри бетонной плиты. После очистки в просверленное отверстие вводится самофиксирующийся штырь при использовании двухкомпонентного состава фиксации.
Заточенный конец стального стержня механически разрушает капсулу, содержащую два компонента фиксирующего состава, путем вращательного движения. При этом оба компонента, равномерно перемешиваясь, распределяются вокруг стержня и, затвердевая, фиксируют его. Время затвердевания фиксирующего состава — 30 мин.
5.9. Укладку бетонной смеси производят с использованием средств малой механизации, позволяющих обеспечить получение покрытия необходимой ровности и заданного уклона (п. 4.3.10).
5.10. Уход за бетоном осуществляют в соответствии с п. 4.3.11.
6. Устранение усадочных трещин
6.1. Усадочные трещины устраняют путем наполнения их цементной суспензией. Цементно-водную суспензию готовят при водоцементном отношении 0,5 — 0,7 с добавлением суперпластификатора. Для приготовления суспензии используют особо тонкодисперсные цементы «Интрацен», «Microdur»), «Spinor» и др. После перемешивания в течение 1...3 мин. цемента с водой с помощью высокооборотного смесителя (3000 — 7000 об./мин.) суспензия приобретает очень высокую пенетрационную способность.
6.2. Перед нанесением суспензии поверхность плиты тщательно очищают от мусора, пыли, грязи и увлажняют (п. 4.1.4).
6.3. С помощью щеток наносят и втирают суспензию на обрабатываемую поверхность до прекращения впитывания в бетон. Осуществляют уход за поверхностью бетона обычными средствами (п. 4.3.11). Наибольший эффект достигается в тех случаях, когда трещины устраняют непосредственно после их появления.
7. Укрепление поверхности бетона специальными составами
7.1. Пропиточные укрепляющие составы применяют для повышения стойкости бетона к поверхностному шелушению.
Рекомендуется использовать для укрепления бетона составы, обеспечивающие паропроницаемость бетона, а именно растворы фторсиликата магния, цементно-водные суспензии, приготовленные на основе тонкодисперсных цементов, а также растворы полиэтилгидросилоксана (ГКЖ-94).
7.2. Растворы фторсиликата магния, проникая в поверхностный слой цементобетона, образуют в порах и капиллярах бетона труднорастворимые в воде соединения, что способствует упрочнению структуры цементобетона, повышению морозостойкости и износоустойчивости покрытия.
7.3. Нанесение раствора фторсиликата магния производят на поверхность бетона, очищенную от загрязнений и посторонних веществ, препятствующих проникновению раствора в бетон.
Для этой цели поверхность бетона подвергается пескоструйной или водоструйной (160 — 180 атм.) обработке.
7.4. Нанесение раствора на поверхность покрытия производят кистью, валиком или распылителем обычно в три слоя с контролем за образованием кристаллов на поверхности бетона после нанесения каждого слоя.
7.5. Широкое применение для укрепления поверхности бетона находит состав «Burke-o-Lith» (США), представляющий собой раствор фторсиликата магния или цинка в воде. При нанесении на поверхность бетона он образует плотное твердое покрытие. Такое минеральное армирование в значительной степени снижает абсорбцию воды, масел, смазок и хлоридов бетоном.
Расход состава для защиты поверхности бетона составляет 0,15 — 0,4 л/кв. м в зависимости от состояния бетона.
7.6. Гидрофобизация — это обработка поверхности цементобетонного покрытия растворами кремнийорганических соединений с целью придания ей гидрофобных свойств, т.е. способности несмачивания водой.
Гидрофобизирующие растворы образуют на поверхности покрытия пленку, которая упрочняет поверхность, повышая стойкость цементобетонного покрытия к климатическим и транспортным воздействиям.
7.7. При гидрофобизации применяют водный и уайт-спиритовый растворы полиэтилгидросилоксана ГКЖ-94 (кремнийорганическая жидкость ГКЖ-94) концентрацией 3 — 5%.
Гидрофобизацию бетонной поверхности производят нанесением равномерного слоя гидрофобизирующего раствора краскораспылителем или кистями вручную на чистую сухую поверхность. Выполняют работы при температуре наружного воздуха не ниже +10 °C, при этом в течение 48 часов поверхность бетона необходимо предохранять от увлажнения. Расход ГКЖ-94 на 100 кв. м покрытия при однослойном нанесении составляет 7,6 кг.
7.8. Укрепление бетона в поверхностном слое цементно-водными суспензиями, приготовленными на основе тонкодисперсных цементов, производят по технологии устранения усадочных трещин (п. п. 6.1 - 6.3).
Нанесение и втирание цементно-водной суспензии производят с помощью щеток до прекращения впитывания в бетон. Поверхностная пропитка бетона существенно повышает его прочность.
8. Контроль качества ремонта покрытий
8.1. При выполнении ремонтных работ следует осуществлять входной, операционный и приемочный контроль. Основной задачей контроля является обеспечение соответствия выполненных работ требованиям проекта, стандартов, норм и правил, других нормативных документов.
8.2. При входном контроле необходимо проверять наличие паспортов, сертификатов и другой необходимой документации, регулярно вести журнал по контролю качества исходных материалов, фиксировать номера партий материалов, заводы-изготовители, даты изготовления и исследования проб, даты окончания гарантийного срока хранения, условия фактического хранения, а также результаты проверки качества материалов.
8.3. Лабораторный контроль за качеством каждой партии исходных материалов должен осуществляться непосредственно по получении материалов с заводов-изготовителей, а также по истечении гарантийных сроков хранения, указанных в прилагаемом паспорте.
По истечении гарантийного срока хранения качество материалов следует проверять непосредственно перед их применением.
Все записи в журнале контроля качества должны заверяться подписями лиц, проводивших исследования, и ответственного за качество исходных материалов.
8.4. Операционный контроль проводит подрядная организация в ходе выполнения ремонтных работ с целью своевременного выявления нарушений технологии производства работ и их устранения.
При выполнении ремонта цементобетонных покрытий автомобильных дорог операционному контролю подлежат все технологические операции по каждому виду работ. Регламент операционного контроля качества разрабатывает подрядная организация и согласовывает его с заказчиком. Регламент следует устанавливать с учетом применения материалов и технических решений.
8.5. Приемка работ при ремонте цементобетонных покрытий автомобильных дорог осуществляется в соответствии с законодательными актами, стандартами, строительными нормами и правилами, другими нормативными документами, действующими в Российской Федерации.
Выполненные работы предъявляются подрядчиком к приемке приемочной комиссии. Приемка работ оформляется актами установленной формы. Датой приемки работ считается дата подписания акта приемочной комиссией. Для законченных ремонтом автомобильных дорог с этой даты начинается гарантийный срок.
8.6. Промежуточная приемка (освидетельствование) скрытых работ производится по мере окончания работ или восстановления конструктивных элементов, отнесенных к категории скрытых работ. К таким работам относят: подготовку подстилающих слоев, укладку прослоек между основанием и покрытием, установку арматурных стержней и арматурных каркасов, запрессовку уплотнительного шнура и установку прокладок для швов и др.
Освидетельствование скрытых работ проводит комиссия, включающая представителей подрядчика, заказчика и проектной организации. По решению заказчика для освидетельствования могут привлекаться специалисты-эксперты, лаборанты и геодезисты.
8.7. При освидетельствовании скрытых работ производят: проверку правильности их выполнения в натуре; знакомство с технической документацией; изучения материалов технического надзора, независимого контроля качества работ.
По результатам освидетельствования скрытых работ оформляют соответствующий акт. В акте дается оценка соответствия выполненных работ действующим нормативным документам.
Акты освидетельствования скрытых работ и промежуточной приемки ответственных конструкций составляют в трех экземплярах и после подписания хранят у заказчика, подрядчика и в проектной организации.
8.8. Приемку выполненных работ по ремонту цементобетонных покрытий автомобильных дорог осуществляет комиссия, состав которой назначают в соответствии с п. 8.6. Материалы и необходимые условия для работы комиссии готовит подрядчик.
Комиссия определяет объемы работ, осуществляет их освидетельствование (правильность выполнения в натуре), знакомится с технической документацией, изучает материалы технического надзора, рекламации надзорных организаций.
8.9. Не производится приемка работ по ремонту: при наличии отступлений от проектной документации, не согласованных в установленном порядке; при наличии нарушений обязательных требований нормативных документов; если нарушение требований норм повлекло за собой снижение уровня безопасности движения, потерю прочности, устойчивости, надежности сооружений, их частей или отдельных элементов.
Если нарушение повлекло за собой снижение прочности, устойчивости, надежности объекта (его частей, элементов), заказчик имеет право в одностороннем порядке снизить сумму оплаты за выполненные работы. Штрафные санкции не освобождают подрядчика от обязанности устранения допущенных им нарушений и возмещения ущерба.
8.10 Основные требования к качеству отремонтированных покрытий:
- отклонение от прямой линии пазов компенсационных швов должно быть не более 8 мм (измерение штангенциркулем);
- ширина шва между смежными плитами не должна отличаться в большую сторону более чем на 3 мм в зоне восстановленного участка;
- не более 10% результатов определений превышения граней плит, смежных с отремонтированными участками, могут иметь значения в пределах до 6 мм, остальные — до 3 мм (измерение металлической линейкой или штангенциркулем — не менее 3-х измерений на участке шва до 10 п.м.);
- не более 5% результатов определений ровности покрытий 3-метровой рейкой могут иметь значения просветов до 10 мм, остальные — до 5 мм (оценка по ГОСТ 30412-96);
- коэффициент сцепления поверхности восстановленного участка покрытия должен быть не менее 0,40 (определение по ГОСТ 30413-96);
- для покрытия из бетона с прочностью на растяжение при изгибе Bbtb 4,0 (Rи = 50 МПа) и более прочность при сжатии материала, используемого для ремонта плит цементобетонного покрытия, должна быть не менее 40 МПа, а для покрытий из бетона с прочностью на растяжение при изгибе Bbtb 3,6 (Rи = 45 МПа) — не менее 30 МПа;
- прочность сцепления ремонтного материала с бетоном покрытия должна быть не менее 1,5 МПа (не менее 3-х измерений на каждые 100 кв. м площади восстановленного участка покрытия);
- морозостойкость ремонтных материалов на основе минеральных вяжущих в необходимых случаях может быть проверена в соответствии с ГОСТ 10060-95 и должна быть не ниже проектной марки бетона покрытия.
Список используемой литературы
1. Виноградов А.П., Иванов В.Н., Козлов Г.Н. и др. Продление эксплуатационного ресурса покрытий автомобильных дорог и аэродромов. «Ирмаст-Холдинг». М., 2001. 170 с.
2. Козлов Л.Н., Р. Альте-Тейгелер, Виноградов А.П. Современные методы ремонта и профилактической защиты искусственных покрытий и автомобильных дорог. М., 1995. 21 с.
3. Козлов Г.Н. Сухие бетонные смеси «Эмако» для ремонта железобетонных конструкций транспортных сооружений. Науч.-техн. информ. сб. / Информавтодор. М., 2001, вып. 5, с. 44 — 57.
4. Лещицкая Т.П., Попов В.А. Современные методы ремонта аэродромных покрытий. МАДИ, М., 1999. 129 с.
5. Ушаков В.В., Вишневский А.В. Ремонт цементобетонных покрытий с использованием порошковых полимеров. Сб. научн. тр. МАДИ (ГТУ): «Строительство и эксплуатация автомобильных дорог: задачи и решения». М., 2001, с. 110 — 120.
6. Патент 2101414 РФ, МКИ 6 Е 01С 7135. 7/10, 11/24. Способ обработки цементобетонного покрытия / В.В. Ушаков, Л.И. Елисеева, А.В. Вишневский / от 11.01.1998.
7. Ушаков В.В., Вишневский А.В. Нетрадиционные способы ремонта цементобетонных покрытий автомобильных дорог / Труды международной научно-технической конференции «Реконструкция и ремонт традиционных сооружений в климатических условиях Севера». Архангельск: АГТУ, 1999, с. 176 — 180.
8. Яромко В.Н. Новая технология ремонта цементобетонных покрытий. Минск, 1999. 76 с.
9. Инструкция по проектированию жестких дорожных одежд. ВСН 197-91. Минтрансстрой СССР. М., 1992. 83 с.
10. ГОСТ 18105-86. Бетон. Правила контроля прочности.
11. ГОСТ 10060-95. Бетон. Методы определения морозостойкости.
12. ГОСТ Р 50597-93. Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности движения.
13. ГОСТ 30412-96. Дороги автомобильные и аэродромы. Методы измерений неровностей оснований и покрытий.
14. ГОСТ 30413-96. Дороги автомобильные. Методы определения коэффициента сцепления колеса автомобиля с дорожным покрытием.
НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ
ВИДЫ ДЕФОРМАЦИЙ И РАЗРУШЕНИЙ ЦЕМЕНТОБЕТОННЫХ ПОКРЫТИЙ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И ПРИЧИНЫ ИХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ