|
Важной проблемой в мостостроении является устройство деформационных швов.
В настоящее время на автомобильных дорогах России в эксплуатации находится несколько десятков тысяч малых и средних мостов с балочными разрезными железобетонными строениями длиной от 12 до 33 м, продолжается строительство новых. Конструкции таких мостов предусматривают устройство деформационных швов, рассчитанных на малые (± 20 мм) перемещения концов пролетных строений. При таких перемещениях устраивают, как правило, деформационные швы закрытого типа.
Многолетний опыт эксплуатации выявил ряд их недостатков, проявляющихся в быстром разрушении, нарушении околошовной зоны асфальтобетонного покрытия, коррозии железобетонных конструкций пролетных строений и опор – что неминуемо сказывается на безопасности движения автотранспорта.
Существующие отечественные конструкции заполненных швов, например, с резиновыми компенсаторами, также не лишены недостатков.
В последние годы на нашем рынке появились новые композиции для заполнения таких швов: Thormajoint, (Великобритания), Maurer (Германия), «Россербмост» (Сербия), Servideck (Великобритания) и др. Обладая более высокой герметичностью, прочностью и долговечностью, они имеют и более высокую стоимость.
Анализ опыта эксплуатации «заполненных» швов с латунными или резиновыми компенсаторами показал, что наиболее частой причиной их массового разрушения является действие вертикальных нагрузок от колес автотранспорта. Установлено, что наиболее эффективной может быть признана конструкция шва комбинированного типа, включающая перекрывающие элементы по типу плит перекрытых швов и элемента швов заполненного типа, из которых первые воспринимают нагрузку от давления колес автомобилей, вторые – служат для обеспечения герметичности шва.
Недавно запатентован отечественный состав (патент №2169161, 2001 г.) для заполнения деформационных швов, имеющий технические характеристики, не уступающие зарубежным аналогам, и более экономичный. Это достигается за счет применения новых прогрессивных полимербитумных материалов. На рис. 7 представлена конструкция деформационного шва комбинированного типа.
Рис. 7. Конструкция деформационного шва
Композиция для заполнения шва включает нефтяной битум (выполняющий роль матрицы) и пластифицирующий и структурирующий компоненты. В таблице 5 приведены физико-механические характеристики и стоимость композиции в относительных единицах. Данный состав выпускается промышленно в Санкт-Петербурге, и его производство может быть достаточно просто налажено в других регионах страны.
| Состав |
1 |
2 |
Аналог |
| Пенетрация, мм/10 (глубина проникания по ГОСТ 11501-78) |
63 |
46 |
40–70 |
| Температура размягчения К и Ш, °C, см. по ГОСТ 11506-73 |
89 |
74 |
>65 |
| Температура хрупкости, (−) °C, см. по ГОСТ 26589-94 |
не менее 50 |
не менее 50 |
30 |
| Дуктильность (растяжимость) при 25 °C см. по ГОСТ 11503-75 |
43 |
23 |
– |
| Адгезия к стали, МПа, при t поверхности, 30 °C по ГОСТ 26589-94 |
1,08 |
1,1 |
0,68 |
| Адгезия к стали, МПа, при t поверхности, 100 °C по ГОСТ 26589-94 |
2 |
>2 |
1,12 |
| Адгезия к бетону, МПа |
0,3 |
0,32 |
– |
| Характер разрушения |
когезионный |
когезионный |
– |
| Водопоглощение, % по ГОСТ 14791-79 |
0,80–1,52 |
0,99–1,06 |
– |
| Относительное удлинение при растяжении, % |
не менее 300 |
не менее 300 |
– |
| Стоимость относительной единицы |
0,3 |
0,3 |
1 |
|
Таблица 5. Характеристики битумно-полимерных композиций в сравнении с аналогом
Недавно на российском рынке появились эластомерные ленточные профили для швов FM и FMS согласно DIN 7865 с интегрированным центральным шлангом (Dehnfugenband INTEGRAL) фирмы Shomburg. Они применяются в деформационных швах шириной до 80 мм. Для дорожных покрытий без промежуточного пространства предлагается в качестве особой формы деформационного шва только паз для смещений вдоль и поперек шва. Для гидроизоляции шва в этих случаях применяют ленты с центральным шлангом – кожухом Duroject.
Если сооружения возводятся из сборных элементов, их эксплуатационная надежность во многом зависит от качества и проницаемости монтажных стыков. При этом герметизирующие материалы работают в наиболее сложных условиях – силовые воздействия для каждого вида стыков неодинаковы и требуют индивидуального выбора материалов и технологий герметизации.
В таблице 6 приведены сравнительные характеристики основных свойств материала для жестких стыков на основе глиноземистого цемента, гипса и комплексного модификатора, состоящего из смолы №89, ЛСТ и полиэтиленовой эмульсии.
| Основные свойства |
Бетон с добавкой комплексного модификатора |
Бетон без добавок |
| Газопроницаемость (дарси) при давлении 0,5 МПа |
3,5х10-3 |
8,6х10-3 |
| Газопроницаемость (дарси) при давлении 1,0 МПа |
6,2х10-3 |
12,3х10-3 |
| Водопроницаемость (дарси) при давлении 0,5 МПа |
2,0х10-7 |
2,0х10-5 |
| Водопроницаемость (дарси) при давлении 1,0 МПа |
2,4х10-7 |
2,8х10-5 |
| Водонепроницаемость по ГОСТ 12730.5-84 |
более W12 |
W4 |
| Морозостойкость по ГОСТ 10060-95 |
более F200 |
F200 |
|
Таблица 6. Основные свойства материала для жестких стыков
Для полужестких стыков, к которым предъявляются повышенные требования по деформативности, был предложен состав, содержащий смолу №89, добавку ЛНО-1 и латекс СКС-65ГП. Адгезионная прочность состава при введении добавок возрастает в 7–8 раз, деформативность – в 3–3,5 раза, водонепроницаемость достигает W12, морозостойкость – F300. Промышленное производство смолы №89 освоено в Санкт-Петербурге.
|
