+7 342 228-90-00 +7 922 320-18-98

Асфальт: щебнемастичный и литой. Выбор конструкции ездового полотна на автодорожном мосту Саратов – Энгельс

Гидроизоляция строительных конструкций, как комплекс мер для их зашиты от проникновения влаги, грунтовых вод и в зоне капиллярного увлажнения грунтов при расположении подземных частей сооружений ниже уровня грунтовых вод, остается актуальной задачей. Новые типы дорожных покрытий, новые, повышенные требования к качеству, к удлинению срока службы дорог и транспортных сооружений требуют применения новых типов гидроизоляции. Во всем мире идет освоение новых типов материалов, по результатам испытаний выявляются лучшие из них.

Еще в начале 1970-х годов в работах заслуженного деятеля науки техники РСФСР, доктора технических наук профессора Е.Е. Гибшмана были сформулированы принципы проектирования дорожных одежд на мостах.
Таких принципов было два. Во-первых, для уменьшения постоянной нагрузки на мост дорожная одежда должна быть по возможности тонкой. Для этого предлагалось делать покрытие на мостах из литого асфальта или мелкозернистого асфальтобетона толщиной 5-6 см. Предлагалось применять такие полимерные покрытия, основанные на эпоксидных и других смолах, часто с применением латексов, что уменьшает толщину слоя покрытия до 1-2 см.
Второй принцип - покрытие на мостах должно быть водонепроницаемо. С этой целью предлагалось в литой асфальт и мелкозернистый асфальтобетон вводить различные добавки, обеспечивающие водонепроницаемость покрытия.
Безусловно, эти требования актуальны и сейчас. Однако, по нашему мнению, к ним следует добавить и другие требования. Поскольку за последние годы резко возрос и продолжает расти парк автомобилей, при закрытии моста на капитальный ремонт основной проблемой становится решение следующих вопросов: как организовать движение транспорта, как избежать экономических и других потерь. Поэтому при принятии решения по конструкции дорожной одежды должен учитываться срок службы дорожной одежды в целом и ее верхнего слоя в частности.
Предпочтение должно отдаваться дорожным одеждам, имеющим наибольший срок службы, чтобы проблемы, связанные с закрытием моста, возникали как можно реже.
В последнее время обострилась также проблема, связанная с шумом от движения транспортных средств. Поэтому все более широкое применение получают мягкие асфальты, позволяющие понизить уровень шума. При проектировании дорожной одежды на внеклассных мостах необходимо учитывать фактор шума и применять конструкции дорожных одежд на мостах, включая гидроизоляцию (особенно верхнего слоя покрытия) из материалов, обеспечивающих низкий уровень шума. Необходимо отдельно учитывать и противогололедные свойства покрытий на мостах. Так, в нормативных документах указывается, что мостовые сооружения подлежат обработке противогололедными материалами в первую очередь.
Исходя из этих требований, рассмотрим конструкции дорожных одежд внеклассных мостовых сооружений в Саратовской области с использованием ЩМА и литого асфальта на модифицированном битуме.
Особенностями литого асфальтобетона на основе полимерно-битумных вяжущих являются:
■ отсутствие необходимости в уплотнении (плотность равна 1);
■ высокая сопротивляемость трещино- и колееобразованию, высоко-циклическим нагрузкам, сдвига- и морозоустойчивость,
■ прекрасная совместимость с температурными деформациями мостовых металлических пролетов.
Особенностью конструкций из литого асфальтобетона на основе полимерно-битумных вяжущих является единая природа основы: один и тот же битумный материал, обеспечивающий единство и совместную работу слоев между собой в силу одинаковой деформативности, обеспечение слипаемости слоев при технологической температуре 190-200°С.
Литой асфальтобетон органичен в работе с другими видами конструкционных элементов дорожной одежды мостового полотна: обычным асфальтобетоном, гидроизоляцией, деформационными швами, из него наилучшим образом устраиваются направляющие водосточных элементов. Свойства материала и технологии обеспечивают условия удаления воды с поверхности, а также требуемое сцепление колес транспортных средств с дорожным покрытием. Полимерно-битумное вяжущее на основе СБС-полимера (кратон, калпрен) обладает устойчивой высокомолекулярной структурой, великолепно связывает битум даже не самого высокого качества и исключает его вытапливание и избыточное образование на поверхно-сти дорожного полотна, имеет хорошие адгезионные свойства по отношению к выбранному путем экспериментальных исследований каменному материалу - карельскому щебню из габбро-диабаза.
Стоимость литых асфальтобетонных смесей с применением полимерно-битумных вяжущих на 15-50% дороже стоимости традиционных асфальтобетонных смесей. Типовым приемом существенного удешевления стоимости дорожной одежды служит использование в качестве нижнего слоя покрытия традиционного асфальтобетона с устройством верхнего слоя покрытия из литой асфальтобетонной смеси.
Фактически литой асфальтобетон является строительным материалом нового поколения, параметры которого не соответствуют госстандартам на обычный асфальтобетон и должны иметь собственные нормативы. Устройства дополнительного слоя шероховатой поверхностной обработки, кроме россыпи и прикатки щебня катком 1,5 т, не предполагается. Для обеспечения требуемой шероховатости рекомендуется распределение на поверхностном слое очерненного шебня фракции 15-20 мм: материал технологичен, однако требует специальных распределителей (в случае
отсутствия таковых возможно распределение вручную).

АСФАЛЬТ ЩЕБНЕМАСТИЧНЫЙ И ЛИТОЙ

Обший вил лорожного покрытия мостового перехола через Волгу в Саратовской области

Предлагаемая конструкция дорожной одежды на внеклассном мосту через реку Волга с использованием верхнего слоя покрытия из шебнемастичного асфальта имеет толшину на 4 см больше, чем покрытие с использованием литого асфальта.
Большая толщина влечет за собой увеличение постоянной нагрузки на мост на 100 кг/м2. Это значит, что не выполняется одно из основных требований к дорожной одежде на мостах.

Важно учесть, что шебнемастичное покрытие имеет остаточную пористость2-5%. Кроме того, на покрытии из ЩМА, по данным организаций, занимающихся эксплуатацией этих покрытий, появляются продольные трещины на всю длину моста в местах стыков полос устраиваемого покрытия из ЩМА. Помимо них, в осенне-зимний период на покрытии появляются небольшие трещины, которые исчезают в летний период под воздействием температуры воздуха и колес движущегося транспорта. Остаточная пористость и трещины на покрытии не могут обеспечить водонепроницаемость покрытия, то есть второе основное требование к дорожным одеждам на мостах также не выполняется. В свою очередь, покрытие из литого асфальта характеризуется остаточной пористостью 0-2% и не имеет на своей поверхности никаких трещин. При соответствующем подборе смеси литой асфальт обладает абсолютной водонепроницаемостью.

По срокам службы покрытия из ЩМА и литого асфальта следует отметить следующее. К сожалению, в нарушение требований ст. 33 п. 2 Федерального закона РФ от 30 декабря 2009 года № 384-ФЭ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», в проектной документации отсутствуют данные о сроке эксплуатации дорожных одежд и верхних слоев покрытия в частности.
Данные, полученные от организаций, занимающихся эксплуатацией дорожных одежд на мостах, позволяют сделать следующие выводы. По этим данным, срок службы покрытий из шебнемастичного асфальта составляет порядка семи лет. Покрытие из литого асфальта на модифицированном битуме на мостовом переходе через Волгу у села Пристанное служит уже 14 лет. Насколько нам известно, замена покрытия из литого асфальта на этом объекте в ближайшие два-три года не планируется - следовательно, срок службы покрытия из литого асфальта составит порядка 17 лет.
В проектной документации по ЩМА нет никаких данных относительно возникающего шума при движении автотранспорта. В проекте отсутствуют данные о том, к какому типу шероховатости относится покрытие из ЩМА и, соответственно, какой уровень шума прогнозируется.
Литой асфальт по этому показателю может характеризовать тот факт, что на автодорожном мосту через Волгу у села Пристанное, в соответствии с требованиями экологов, планировалось возвести на 300 метрах моста на правом берегу шумозащитный тоннель, стоимостью в несколько миллионов. Также волновала проблема эксплуатации этого сооружения в зимнее время. С применением конструкции дорожной одежды на модифицированных битумах вопросы были решены, и необходимость в строительстве шумозашитного тоннеля отпала. В конструкции дорожной одежды был применен литой асфальт на модифицированном битуме.
Рассмотрим вопрос оценки покрытия с точки зрения гололедообразования. Итак, ввиду того, что покрытие из литого асфальта абсолютно водонепроницаемо, само покрытие имеет мягкую структуру, что не позволяет формироваться гололеду на покрытии при движении транспорта, а поверхностная обработка покрытия из литого асфальта, устроенная методом втапливания, минимизирует последствия наката, вывод напрашивается сам: такое покрытие является противогололедным.
Для окончательного решения вопроса о том, какое покрытие лучше применить, необходимо экономическое сравнение вариантов. Для этого необходимо посчитать приведенные затраты, учитывающие не только первоначальную стоимость сравниваемых вариантов, но и срок службы каждого из них, а также эксплуатационные затраты. К сожалению, мы не располагаем данными для такого расчета, но один из показателей у нас есть: это срок службы покрытия из ЩМА - 7 лет и срок службы покрытия из литого асфальта - примерно 17 лет.
Заказчик и проектная организация вправе принимать любое техническое решение. Только оно должно быть обосновано (иметь технико-экономическое обоснование) и отвечать требованиям Федерального закона РФ от 30 декабря 2009 года № 384-ФЭ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».
А.В. Кочетков,
д-р техн. наук, главный эксперт ФГУП «РОСДОРНИИ»,
профессор СГТУ им. Ю.А. Гагарина и ПНИПУ,
член президиума Российской академии транспорта
О.Н. Распоров,
академик Российской академии транспорта
«Дорожная держава» №55/2014

Адрес

614065, Россия, Пермский край
г. Пермь, ул. Энергетиков, 34

эл. почта: pretor-perm@mail.ru

Телефон

+7 922 320-18-98
+7 342 287-47-28

факс: +7 342 228-90-00

Joomlarulit.com