Содержание и ремонт автомобильных дорог. В 2 ч. Ч. 2. Технология и организация дорожных работ
.pdfплит.
Трещины. Образование трещин происходит под воздействием растягивающего напряжения в результате сочетания усадки, высыхания, падения и перепадов температуры и влажности по толщине плиты, а также изгибающего момента от колесной нагрузки. Трещины по углам часто являются признаком грунтовой эрозии, приводящей к образованию пустот под плитами. Трещины в середине плиты могут образоваться вследствие перепада температур в толще плиты в сочетании с напряжениями от изгибающего момента под воздействием колес, снижения толщины плиты в результате колейности, появившейся в нижнем слое основания от транспорта, перемещавшегося по нему во время работ.
При вспучивании дорожное покрытие раздрабливается и поднимается под воздействием сжимающих сил, возникающих в жаркое время суток вблизи швов и трещин.
Причины вспучивания:
1)нестандартное качество бетона, не приемлемое для бетонных покрытий;
2)эксцентрическое сжатие заполнителя в верхней части очень широких швов (риск вспучивания в швах расширения в 10…20 раз больше, чем в швах сжатия);
3)верхний слой в многослойном покрытии недостаточно связан
споследующим слоем.
Отслаивание происходит, в основном, вблизи швов вследствие ударного воздействия камней, зажатых между сдвоенными шинами грузовых автомашин. Негерметизированные швы слишком узки и почти не подлежат ремонту. Отслаивание под воздействием транспорта обычно развивается возле герметизированных швов, при отсутствии герметика, а также может возникать вследствие разрушения слабого бетона на поверхности дорожных покрытий под воздействием мороза и резких колебаний температур на больших участках независимо от швов (но редко глубже, чем на 1,5 см).
Разрушение вследствие воздействия мороза. Если бетон не яв-
ляется морозостойким, вблизи поперечных швов появляется так называемое D-растрескивание: система трещин обрезает угол по кривой между поперечным и продольным швами или кромкой. Между швами могут быть отслоенные мелкие осколки.
209
Щелочные реакции с заполнителем. При щелочных реакциях с заполнителем на ранней стадии эксплуатации покрытия может развиться сетка тонких трещин (паутина трещин). Весь пораженный участок необходимо удалить на полную глубину, и на его место уложить новое покрытие. Некачественный бетон с верхним асфальтобетонным или бетонным слоем может прослужить всего несколько лет.
3.1.2. Характерные особенности дефектов цементобетонных покрытий
Выбоины (рис. 3.1) – чашеобразные ямы различных размеров, возникающие на поверхности покрытия при его разрушении (минимальный размер в плане 15 см).
При наличии выбоин различаются 3 уровня повреждения: низкий – глубиной менее 25 мм; средний – глубиной от 25 до 50 мм; высокий – глубиной более 50 мм.
Рис. 3.1. Выбоины
Учет выбоин ведется путем регистрации их количества на площади поврежденной поверхности (в м2) для каждого уровня повреждения. Глубина выбоины равна максимальному углублению на поверхности покрытия.
210
Оседание кромки (рис. 3.2) это различная высота проезжей части и обочины вследствие осадки обочины из-за неоднородности материалов слоев покрытия.
Рис. 3.2. Оседание кромки
Уровни повреждения покрытия принимаются по величине осадки, измеренной с помощью рейки и клина и фиксируемой в мм с округлением до ближайшего миллиметра (правило 5/4) на интервале 15 м вдоль соединения кромки с обочиной.
Угловые разломы (рис. 3.3) появляются в случае, когда часть плиты отделена трещиной, пересекающей соседние поперечные и продольные швы и составляющей приблизительно угол 450 с линией направления движения. Длина катетов образованного этими линиями треугольника колеблется от 0,3 м до половины ширины плиты.
При угловых разломах различаются следующие уровни повреждения:
1)низкий при длине раскола менее 10 % длины трещины, без заметных повреждений и с цельной угловой частью;
2)средний – с тем же состоянием трещины, что и при низком уровне, но при длине раскола более 10 %, с повреждением трещины или швов < 13 мм и цельной угловой частью;
3)высокий – с таким же состоянием трещины, что и при среднем уровне, с повреждением трещины или швов 13 мм и нецельной
211
угловой частью.
Угловые разломы измеряются путем определения их количества относительно каждого уровня повреждения.
а)
б) |
в) |
Рис. 3.3. Угловые разломы:
а– схема разлома; б – низкий уровень повреждения;
в– средний уровень повреждения
Поперечное растрескивание покрытия (рис. 3.4) характеризу-
ется близко расположенными серпообразными нитями трещин, которые возникают по соседству со швами, трещинами или свободными краями и начинаются в углах плит, потемнением плит, затронутых трещинами, и смежных с ними областей.
Различаются следующие уровни повреждения:
1)низкий – поперечные трещины расположены близко, нет потери частиц, заплаты на пораженной поверхности отсутствуют;
2)средний – поперечные трещины хорошо просматриваются, некоторые небольшие части потеряны или смещены;
212
3) высокий – ярко выраженный рисунок трещин со значительным количеством потерь материала; на смещенные куски размером более 0,1 м2 могут быть положены заплаты.
213
а)
б) |
в) |
Рис. 3.4. Поперечное растрескивание:
а– схема растрескивания; б – средний уровень повреждения;
в– высокий уровень повреждения
Способ измерения дефекта основан на регистрации количества плит с поперечными трещинами и площади пораженной поверхности для каждого уровня повреждения. Уровень повреждения плиты определяется по наивысшему уровню, затрагивающему, как минимум, 10 % пораженной поверхности.
Трещины на цементобетонном покрытии являются признаком его разрушения.
214
Возникновение трещин происходит по следующим причинам: 1) материаловедческим – завышенный расход цементобетона
(более 600…700 кг/м3); несвоевременный уход за бетоном; использование цемента без добавок ПАВ; изменение физических свойств материала; коррозия цементного камня и арматуры и др.;
2) температурным нарушение технологии изготовления; недостаточная температурная обработка (зимний период); отклонение от технологии монтажно-сварочных работ; суточное и сезонное изменение температуры; распирающее действие замерзающей воды; действие высоких технологических температур; нарушение технологии устройства швов сжатия и расширения и др.;
3) общей недостаточной прочности дорожной конструкции – недостатки армирования; осадка грунта земляного полотна; слабая несущая способность нижележащих слоев дорожной одежды; переувлажнение грунта; процессы пучинообразования и др.;
4) чрезмерно больших внешних нагрузок – действие сверхнормативных нагрузок; усиление динамического воздействия от неровностей покрытия; сочетаниетемпературных и нагрузочных напряжений и др.
По характеру трещины могут быть:
1)стабилизированные и нестабилизированные;
2)сквозные и односторонние;
3)продольные, горизонтальные и вертикальные;
4)одиночные, параллельные и пересекающиеся (сетки трещин). Размер трещин зависит от причины возникновения и длительно-
сти процесса трещинообразования. Волосяные трещины имеют размер до 0,1 мм, мелкие – 0,1…0,3; развитые – 0,3…0,5; большие – 0,5…10; значительные более 10 мм.
Продольное растрескивание покрытия (рис. 3.5) это трещи-
ны, в основном, расположенные параллельно оси дороги. Уровни повреждения следующие:
1)низкий - трещины шириной < 3 мм, нет расколов и заметных повреждений, хорошо заделанные с шириной, которая не может быть определена;
2)средний – трещины шириной 3…13 мм, разломы трещины <75 мм, повреждения до 13 мм;
3)высокий – трещины шириной 13 мм, разломы трещины >75 мм, повреждения 13 мм.
215
а)
б) |
в) |
г)
Рис. 3.5. Продольное растрескивание:
а– схема продольного растрескивания; б – низкий уровень разрушения;
в– средний уровень; г – высокий уровень
216
Измерение длины трещин производится в метрах для каждого уровня повреждения; фиксируется в метрах длина хорошо заделанных трещин для каждого уровня повреждения.
Сеть трещин (рис. 3.6) это серии трещин, распространенных только по верхней части дорожной одежды. Большие трещины часто бывают ориентированы в продольном направлении покрытия и объединяются продольными или случайными трещинами.
а)
б)
Рис. 3.6. Сеть трещин:
а– схема; б – общий вид
Впроцессе обследования дороги определяются количество трещин и площадь поврежденной поверхности.
217
Шелушение (рис. 3.7) это истирание верхней поверхности бетонной плиты (обычно от 3 до 11 мм), которое, может возникать в любом месте поверхности. Одновременно с шелушением часто происходит выкрашивание частиц бетонной композиции.
а) |
б) |
в)
Рис. 3.7. Шелушение и выкрашивание:
а– шелушение (общий вид); б – увеличенное изображение;
в– выкрашивание поверхностной обработки
Ремонт покрытия, подверженного поверхностной или глубокой коррозии, может быть проведен двумя путями:
1)снятия коррозирующего слоя;
2)устройства защитного поверхностного слоя (поверхностной обработки).
Для защиты покрытия от поверхностного разрушения часто прибегают к устройству выравнивающего слоя. Он может быть тонким (до 40 мм) и толстым (от 40 до 80 мм) в зависимости от условий производства работ и сопутствующих требований. В состав работ при этом входят изготовление, транспортировка, укладка и уплотнение на поверхности проезжей части горячих битумноминеральных смесей (битумного шлама).
218