книги из ГПНТБ / Полосин-Никитин, С. М. Механизация дорожных работ учебник

Рис. 9..11. Установка и снятие рельс-форм: (в кружках — разряд дорожных рабочих):

1 — рельс-форма (звено); 2 — автомобильный кран; 3 — основание; 4 — готовое покрытие; 5 — автомобиль грузовой

мы служат опалубкой при укладке смеси и путем для движения рельсового комплекта бетоноукладочных машин. Рельс-формы ус­ танавливают только после приемки земляного полотна. Разметку линии установки рельс-форм в плане выполняют: по одной стороне покрытия при помощи теодолита, по другой — шаблоном. Установку рельс-форм по высоте производят по проектным отметкам при по­ мощи нивелира. До начала устройства покрытия, установленные рельс-формы обкатывают распределителем бетона, выявившиеся просадки устраняют подбивкой основания и подъемкой рельс-форм с проверкой их положения нивелиром. Перед укладкой бетонной смеси рельс-формы смазывают с внутренней стороны отработавшим маслом или известково-глинистым раствором. Снимают их не рань­ ше 18 ч после укладки бетона, если температура воздуха не выше 15° С и не ранее 24 ч, если температура не ниже 150° С. Устанавлива­ ют, снимают и грузят рельс-формы на прицеп или автомобиль при помощи стрелового 3-тонного автомобильного крана желательно с удлиненной стрелой или гидравлическим краном.

Основание, укрепленное вяжущим, перед укладкой бетона про­ филируют самоходным гидрофицированным профилировщиком Д-509 (Д-674) с выработкой до 75 м3/ч (250—500 м в смену) при ширине обрабатываемой полосы 7 м. Рабочими органами машины служат профилирующая фреза с распределительной лопаткой и от­ валом и виброуплотнительный брус. Лопатка, установленная за фрезой, перемещает срезанный материал поперек полосы для вырав­ нивания основания. На песчаном основании профилирование и уп­ лотнение выполняют профилировщиком Д-502А (Д-345А), выра­ ботка которого равна 48 т/ч при ширине обрабатываемой полосы

3,5; 5 и 7 м.

Для полосы шириной 3,75 и 7,5 м используют профилировщик ДС-502Б (Д-345Б) с той же выработкой. Виброуплотнение песка производят обязательно с поливкой водой.

291

Рис. 9.12. Технология устройства монолитного бетонного покрытия комплектом машин на рельс-формах:

I —установка рельс-форм и подготовка основания; II — распределение бетонной смеси, уплотнение и отделка поверхности бетонного покрытия, обработка пленкообразующим мате­ риалом; III — нарезка швов, их заполнение герметиком, снятие рельс-форм;

1 — автомобильный кран; 2 — профилировщик; 3 — распределитель смеси; 4 — бетоноотделоч­

Подготовив основание, устанавливают прокладки и штыри для швов расширения из чистообрезных досок толщиной 20—30 мм и длиной 3,500. или 3,75 м. Для пропуска штырей в прокладках дела­ ют отверстия на 1 мм меньше диаметра штырей. Прокладки закреп­ ляют по месту металлическими костылями с обеих сторон через 0,8— 1 м. Перед установкой штыри очищают от масел, ржавчины и окалины. Стержни краевой арматуры укладывают на бетонные про­ кладки, подставки из арматурной стали. Сварные сетки с продоль­ ными стержнями диаметром 9— 12 мм устанавливают по месту на приваренные к стержням сетки Г-образные лапки. Установку шты­ рей в поперечных швах сжатия и продольных швах производят на подкладках из арматурной стали.

Если швы нарезают в затвердевшем бетоне, то при помощи тон­ кой стальной проволоки на свежеуложенном бетоне отбивают чер­ ту, которая впоследствии служит ориентиром для нарезки шва. Смесь, приготовленную на ЦБЗ, доставляют в автомобилях-само­ свалах с боковой разгрузкой.

Перед загрузкой кузова очищают и смазывают, используя крас­ кораспылители с щелевой насадкой.

Распределение бетонной смеси производят равномерно по подго­ товленному основанию, выравнивание, уплотнение и отделку (выгла­ живание) необходимо выполнить до начала схватывания смеси, ина­ че она станет непригодной. Смесь распределяется по ширине поло­ сы бункерным или шнековым распределителем (рис. 9.12). Первые относятся к машинам периодического действия, вторые — непрерыв­ ного. Вдоль дороги распределительный бункер перемещается вместе со всей машиной, имеющей колесный ход и установленной на рельсформах. Промышленность изготавливает самоходные бетонораспределители ДС-503А (Д-375А) с выработкой 55 м3/ч при ширине слоя

292

Рис. 9.13. Бетонирование покрытия с использованием бетоноукладчика с ра­ бочими органами поверхностно-глубинного уплотнения:

1 — опора; 2 — рама машины; 3 — выглаживающий брус; 4 — эструзионный брус; 5 — вибрационный брус; 6 — глубинный вибратор; 7 - дозирующая заслонка; 8 — шнек; 9 — автомобиль-самосвал

ный, гидрофицированный, имеет выработку 120 м3/ч при ширине слоя 3,75 и 7,5 м.

Планом СЭВ для укладки широких полос предусмотрено изго­ товление укладчиков с электрическим подогревом уплотняющего бруса шириной укладки до 12 м и скоростью 0,5— 12 м/мин с воз­ можностью приема смесей из автомобилей-самосвалов грузоподъем­ ностью до 24 т.

Под равномерным распределением бетонной смеси понимают постоянство толщины слоя по длине и ширине покрытия, однород­ ность по плотности состава смеси. Наилучшее распределение бетон­ ной смеси обеспечивают укладчики с бункером-затвором, исключаю­ щим удар выгружаемой смеси об основание. При использовании шнековых и отвальных распределителей обязательно глубинное виброуплотнение для стабилизации бетонной смеси (рис. 9.13).

С помощью бетоноотделочной машины выравнивают смесь, рас­ пределенную по основанию, уплотняют ее и отделывают поверхность покрытия. Бетоноотделочная машина оборудована колесным ходом и перемещается по рельс-формам. Кроме этого, покрытие оконча­ тельно отделывают щетками или рифлеными (ребристыми) валика­ ми, чтобы придать поверхности шероховатость. Это улучшает сцеп­ ление шин автомобиля с дорогой, что имеет особое значение на участках со значительным уклоном. Цементное молоко, появляю­ щееся после отделки покрытия, удаляют с помощью шаблона дли­ ной не менее 1,5 м или щетки шириной не менее 0,6 м.

Изготовление и установка рельс-форм весьма дороги и трудоем­ ки, в связи с чем все большее применение получают гусеничные бе­ тоноукладчики, которые не требуют рельсового пути, роль опалубки выполняют передвигающиеся вместе с машиной скользящие метал­ лические формы. Гусеничный бетоноукладчик распределяет, уплот­ няет и отделывает цементобетонное покрытие, т. е. выполняет все операции, которые обычно осуществляются двумя машинами, пе­ редвигающимися по рельс-формам (рис. 9.14), Укладчик со сколь-

293

i

Рис. 9.14. Технологическая схема устройства монолитного бетонного покры­ тия бетоноукладчиком на гусеничном ходу со скользящими формами:

зящей опалубкой рекомендуется применять для укладки смеси с увеличенным водоцементным отношением и повышенным содержа­ нием растворной части. При этом заполнители должны иметь очень стабильный зерновой состав. Такие укладчики за рубежом особо рекомендуют на строительстве бетонных покрытий, где скорость ав­ томобилей не превосходит 40—60 км/ч, а к ровности не предъявля­ ется повышенных требований. В связи с этим небезынтересен опыт ФРГ по применению бетоноукладочных машин со скользящими фор­ мами, который показывает, что толщина замыкающего слоя раство­ ра на поверхности покрытия иногда доходит до 5 см. Как известно, верхний (замыкающий) слой бетонных покрытий должен иметь ми­ нимальную толщину, так как его износостойкость в 10—20 раз ниже, чем основного слоя бетона.

Для определения прочности замыкающего слоя предложена ме­ тодика и прибор (канд. техн. наук Б. В. Шереметов, МАДИ). Вопрос эффективности этих машин должен быть хорошо исследован на до­ рогах разных категорий и с учетом климатических особенностей.

0,8—3 м/мин, транспортная — 3,0 м/мин, удельное давление гусениц на основание равно-— 1,1 кгс/см2.

Бесперебойное питание бетоноукладчика смесью за рубежом ре­ шают применением дополнительного бункера-накопителя смеси на прицепе у укладчика или применением автомобилей-самосвалов большой грузоподъемности.

В два слоя устраивают бетонные покрытия армированием, чтобы давление распределялось на большей площади основания с исполь­ зованием в нижнем слое каменных материалов более низкого клас­ са. При двухслойных монолитных покрытиях бетонную смесь уплот­ няют бетоноотделочной машиной с вибробрусом, опущенным нижеверхних кромок рельс-форм, без выглаживания. Технология работ включает: устройство подстилающего слоя (если он предусмотрен проектом); установку рельс-форм; укладку битумированной бумаги или обработанного песка; установку конструкций для деформацион-

294

Рис. 9.15. Бетонирование покрытия бетоноукладчиком с интенсивным уплот­ нением смеси:

ных швов; распределение и уплотнение первого слоя; укладку арматурной сетки по первому слою (если предусмотрено проектом); рас­ пределение, уплотнение и отделку второго слоя; нарезку швов; сня­ тие рельс-форм; уход за бетоном. Для этой цели используют те же машины, что и при устройстве однослойных покрытий. Бетониро­ вать рекомендуется двумя комплектами машин: первый укладыва­ ет и уплотняет смесь нижнего слоя, второй с интервалом 15—20 м передвигается вслед за первым, укладывая и уплотняя смесь верх­ него слоя. Разрыв между комплектами не должен быть более 15— 20 м. При толщине верхнего слоя покрытия не менее 8 см в плотном теле допускается уплотнять верхний и нижний слои одновременно. Устройство покрытия ведут с разрывом по времени между укладкой нижнего и верхнего слоев: если температура воздуха от 5 до 20° С — разрыв не более 1 ч; при температуре 20—25° С — не более 45 мин, если же она равна 25—30° С, то не более 30 мин.

Поперечные и продольные швы сжатия устраивают в нижнем слое основания машиной ДНШ-С-60 до твердения бетона, одновре­ менно закладывая прокладки из полиэтилена, изола или битумированной бумагой. Швы расширения в бетонном основании устраи­ вают только перед искусственными сооружениями и у пересечений дорог с покрытием или основанием жесткого типа. Расстояние меж­ ду поперечными швами сжатия равно 5 м при толщине слоя менее 20 см. В поперечных швах сжатия устанавливают штыри.

Определенный интерес представляет однопроходный бетоноук­ ладчик на гусеничном ходу (рис. 9.15), имеющий опорную часть дли­ ной 5 м и скользящую опалубку. Ширина укладываемой полосы — 7,5 м, толщина слоя — до 30 см. Укладчик оборудован 15 вибратора­ ми, заглубляемыми на толщину плиты и поперечной вибротрубой диаметром 100 мм для вибрирования верхней части бетона. Смесь

2 9 5

Рис. 9.16. Технология нарезки температурных швов дисковым нарезчиком Д-903 с алмазными дисками. Стрелками показано направление движения нарезчика при рабочем ходе и пунктирными линиями — направление движения нарезчика при холостом ходе:

/ — шов расширения; 2 — поперечный шов сжатия; 3 — продольный шов; 4 — нарезчик; 5 — цистерна с водой

доставляют автомобили-самосвалы или бетоновозы и вываливают на основание, разравнивание производит поперечно перемещающая­ ся по направляющим рельсам каретка с двумя лопастями на раме. На укладчике смонтированы профилирующая плита шириной 2,05 м, выравнивающая плита шириной 0,65 м и выглаживающий брус 0,4 м. Управление бетоноукладчиком автоматизировано. Темп ук­ ладки достигает 150—200 м в смену в зависимости от интенсивности подачи смеси. На раме укладчика смонтированы четыре электрон­ ных щупа-датчика для выдерживания заданного уровня покрытия и один щуп-датчик направления движения машины. Каждый датчик имеет прорезь, через которую проходит базовая проволока, заранее установленная геодезистами. Эта система обеспечивает ровность по­ верхности покрытия (зазор под трехметровой рейкой). Машина не может укладывать особо жесткие смеси, как и все укладчики со скользящими формами.

Иногда приходится дорабатывать бетон. Лучшее качество дости­ гается применением универсальных машин типа комбайнов, напри­ мер машины «Автогрейд».

О с о б е н н о с т ь у с т р о й с т в а п о к р ы т и й и о с н о в а н и й из п е с ч а н о г о б е т о н а . Песчаная смесь с ЦБЗ доставляется автомобилями-самосвалами с обязательным покрытием брезентом или мешковиной для защиты от атмосферного воздействия. Перево­ зить и укладывать смесь при температуре выше +30° С запрещено. Припуск на осадку смеси после уплотнения проверяют пробной ук­ ладкой. Шероховатость поверхности свежеуложенного бетона создают в процессе отделки жесткими капроновыми или металличе­ скими щетками, перемещая их перпендикулярно оси покрытия. Де­ формационные швы устраивают как обычно. В связи с повышенной способностью песчаного свежеуложенного бетона к высыханию уход должен быть организован особенно тщательно в продолжение 28 суток. Для сухого и жаркого климата при строительстве в весенне­ летний период продолжительность срока защиты поверхности бето­ на от влаги и температурных перепадов увеличивают до 2—3 ме­ сяцев.

296

Т е х н о л о г и я у с т р о й с т в а т е м п е р а т у р н ы х ш в о в (рис. 9.16). Температурные швы устраивают в затвердевшем или свежеуложенном бетоне. Пазы в свежеуложенном бетоне для швов расширения нарезают немедленно после отделки покрытия бетоно­ укладочной машиной. Поперечные швы сжатия нарезают по черте, отмеченной на поверхности свежеуложенного бетона, как только его прочность достигнет 80— 100 кгс/см2. Это зависит от температуры твердения:

Шов расширения в затвердевшем бетоне нарезают точно над гребнем прокладки однодисковым нарезчиком с ручным передвиже­ нием типа ДС-506А (Д-432А) с карборундовым диском, глубина его нарезки — 50—60 мм. Большую выработку и повышенное качество обеспечивает двухдисковый самоходный нарезчик ДС-510 (Д-903) (с алмазными дисками глубина нарезки — 50—60 мм) и Д-432Б модернизированный.

Выработка нарезчиков в смену, м, составляет:

Технология нарезки швов нарезчиком Д-903 с алмазными дис­ ками приведена на рис. 9.14

Г и д р о и з о л я ц и я шв ов . Если швы устраивают в свежеуло­ женном бетоне, их заполняют мастикой не ранее 7 и не позже 30 су­ ток после устройства. Швы, нарезанные в затвердевшем бетоне, заполняют не позднее 30 суток после нарезки. Мастику заливают трехколесным заливщиком ДС-501 (Д-344) с ручным передвижени­ ем; его выработка — 100 м/ч, емкость котла — 500 л. Перед заливкой швы тщательно очищают электрощеткой ДС-505 (Д-378) с ручным управлением; ее выработка достигает 200 м/ч.

Долговечность и надежность работы температурных швов может быть обеспечена путем применения самовулканизирующихся низко­ вязких герметиков холодного отверждения на основе полисульфидных смол — тиокола. Они во много раз лучше битуморезиновых мас­ тик. После смешивания компонентов тиоколовые герметики без предварительного подогрева превращаются в эластичные резино­ подобные материалы, не имеющие усадки при температуре окружа­ ющей среды не ниже 0°. Отвержденные тиоколовые герметики обла­ дают высокой упругостью и деформативностью, хорошим сцеплением с бетоном, бензостойкостью, стойкостью к ультрафиолетовому облу­ чению. По данным США эти свойства не меняются в течение 15—20 лет при перепадах температур от минус 60 до плюс 70° С.

Для приготовления герметиков и заполнения ими швов в Союздорнии предложено оригинальное оборудование (см. рис. 9.14), ко­ торое состоит из шнекового смесителя 1, двигателя внутреннего сго­ рания, компрессора и заливщика швов 2 — ручной тележки, на ко-

Швы можно заполнять любой ши­ рины; выработка заливщика — 300—350 м/ч.

Гидроизоляцию швов можно производить запрессовкой упругой прокладки. Перед запрессовкой шов прочищают и смазывают кле­ ющим вяжущим. Для заполнения швов используют также заполни­ тель из расширяющейся полиэтиленовой пены, пенопласт.

При постройке бетонных монолитных покрытий намечается тен­ денция отказаться от швов расширения; поперечные швы сжатия устраивать через 5 м. Поверх основания укладывают полиэтилено­ вую пленку. Приемный бункер бетоноукладчика снабжают вибрато­ рами для увеличения подвижности смеси.

Механизированная установка штырей удачно решается в уклад­ чике системы Гюнтера — Циммермана.

Уход за свежеуложенным бетоном состоит в нанесении защитной водонепроницаемой пленки, засыпке поверхности бетона слоем пес­ ка и поливке водой. Пленкообразующие материалы наносят на бе­ тонное покрытие машиной ЭНЦ-3 или электрокраскопультом только после отделки покрытия, удаления с его поверхности цементного мо­ лока и воды, выделившихся в процессе вибрирования. При нанесе­ нии пленкообразующих материалов бетон должен иметь влажную матовую поверхность, но без пленки воды. Для борьбы с вредным влиянием противогололедных смесей, рассыпаемых зимой, поверх­ ность бетонных покрытий рекомендуется пропитывать каждые два года смесью льняного масла и керосина в соотношении 1:1.

П р е д в а р и т е л ь н о н а п р я ж е н н ы е б е т о н н ы е п о ­ к р ыт и я . Эффективны и экономичны дорожные покрытия из пред­ варительно напряженного бетона. Они позволяют уменьшить коли­ чество поперечных швов в десятки раз, а толщину на 25—40% по сравнению с покрытиями из ненапряженного бетона. Если предвари­ тельное напряжение осуществляют с применением высокопрочной арматуры, ее расход резко снижается. Напряжение в бетоне созда­ ют: пучками из высокопрочной проволоки с передачей сил их натя­ жения после твердения бетона; высокопрочной проволокой диамет­ ром 3,5 мм, напрягаемой до бетонирования, с передачей усилий от проволоки на бетон за счет их взаимного сцепления в процессе твер­ дения (струнобетон).

Более широкое применение имеет струнобетон (см. рис. 9.15). Благодаря равномерному и частому расположению проволоки по се­

298

чению плиты увеличивается однородность и прочность бетона, осо­ бенно на растяжение и изгиб.

Технология устройства (рис. 9.18) струнобетонных покрытий включает такие операции: / — рытье траншей под анкерные упоры, установка опалубки, армирование и бетонирование анкерных упо­

III — устройство подшовных плит, окончательная профилировка и отделка основания, перемотка проволоки; I V — раскладка, установ­ ка нижних досок-гребенок опалубки, укладка арматурных сеток, приварка к сеткам; V — раскладка проволочной арматуры нижнего ряда, установка верхней поперечной арматуры, средних досок-гре­ бенок опалубки, раскладка и заанкеровка проволочной арматуры верхнего ряда, укладка верхних сеток, установка верхних досок-гре­ бенок опалубок; VI — установка насосной станции, закрепление гид­ родомкрата на анкерном стержне, натяжение проволоки в пределах одной накладной рамы, перестановка гидродомкрата для натяжения проволоки на последующих рамах, съем и транспортировка натяж­ ного оборудования на следующую захватку; VII — укладка и уплот­ нение бетонной смеси, отделка поверхности покрытия, разлив плен­ кообразующих материалов, засыпка слоем песка, поддержание не­ обходимой влажности песка; VIII — разрезка струн в поперечных швах расширения и по концам захватки, очистка швов и заливка их мастикой, демонтаж инвентарной оснастки и транспортировка ее на

год. Заводское изготовление плит позволяет строже контролировать приготовление смеси и формование плит. Несмотря на очевидные преимущества сборных покрытий, трудно обеспечить ровность по­ крытия из-за большого количества швов и равномерное опирание плит на основание, что приводит к перенапряжению в отдельных час­ тях плит и их разрушению; в готовых плитах повышенный расход арматуры по сравнению с монолитным покрытием; стоимость сбор­ ных покрытий выше, особенно из предварительно напряженных плит. Если размер плит удастся в будущем увеличить и устранить остальные недостатки, сборные покрытия будут перспективны и в городе и на автомобильных магистралях, особенно при комплекс­ ной механизации и автоматизации их монтажа.

Плиты бывают прямоугольные и шестигранные. Основанием для них могут служить щебеночные или гравийные слои толщиной 20— 22 см, грунтовые толщиной 18—20 см, укрепленные цементом или битумом, шлаковые, из ракушечника и др. Если необходимо, под основание укладывают дренирующий или морозозащитный слой. Непосредственно под плиты кладут слой материала для выравнива­ ния смежных плит при монтаже и создания контакта между осно­ ванием и всей нижней поверхностью плиты. Слой устраивают из пес­ коцементной смеси толщиной 4— 5 см или песка, обработанного би-

299