Эксплуатационная надежность существующих конструкций дорожной одежды на мостовых сооружениях

Цель нашей компании - предложение широкого ассортимента товаров и услуг на постоянно высоком качестве обслуживания.
20 Ноября 2018

За последние восемь лет темпы дорожного строительства в столице России выросли в 3–4 раза. Только за последние шесть лет было введено в эксплуата-цию более 200 объектов транспортной инфраструктуры, среди которых мосты и эстакады, тоннели и пешеходные переходы. Однако столь высокие темпы строительства обозначили другие многочисленные проблемы этой индустрии.

Новейший исторический бум транспортного строительства задает высокие требования к уровням предпроектных исследований, проектирования, строительства и эксплуатации создаваемых объектов. При этом за последние годы наметилась тенденция ухудшения состояния транспортных сооружений, что, в частности, проявляется в чрезвычайно раннем появлении дефектов на сдаваемых объектах.Причинами становятся недостаточный объем работ, выполняемых по контролю качества, а также ошибки подрядчика при выполнении «скрытых работ», неверно выбранное технико-конструктивное решение при проектировании и недостаточно качественно выполненные работы по предпроектным исследованиям.

По данным исследований, проводимых в МАДИ, на сегодняшний день до 20% эксплуатируемых сооружений требуют проведения капитального ремонта; в полностью технически исправном состоянии находится лишь 40% сооружений (и эта цифра ежегодно уменьшается).Возникшая ситуация очень настораживает и требует незамедлительного принятия должных мер.

Одним из важнейших элементов мостового полотна, обеспечивающих потребительские свойства мостового сооружения, является дорожная одежда. От конструкции и качества ее выполнения зависят такие параметры, как безремонтный срок службы и долговечность мостового полотна и моста в целом,удобство и безопасность движения по мосту. Следовательно, проблема разработки конструкций и технологий устройства дорожной одежды,обеспечивающих долговечность, соизмеримую со сроком службы пролетных строений (как при строительстве, так и при ремонте), является весьма актуальной.

Обследование и анализ существующих конструкций дорожной одежды (мостового полотна)подавляющего большинства автодорожных мостов РФ показывают, что конструкции дорожной одежды, выполняемые с применением дополнительного защитного слоя гидроизоляции из железобетона перед укладкой уплотняемых асфальтобетонов (рис. 1), включая технологии их выполнения, не обеспечивают требуемой долговечности. 

tipovaia_konstruk_doroj.png

Рис. 1. Типовая конструкция дорожной одежды мостового полотна (п 5.65 п. 5.66 СП 35.13330.2011).

1 – верхний слой уплотняемого асфальтобетона; 

2 – нижний слой уплотняемого асфальтобетона; 

3 – защитный слой гидроизоляции из железобетона; 

4 – гидроизоляция мостового полотна; 

5 – железобетонное основание

Главное преимущество данной конструкции – крайне низкое требование к материалам для гидроизоляции мостового полотна:

  •  гидроизоляция здесь защищена слоем армированного железобетона, который не допускает ее механическое повреждение во время укладки горячих смесей асфальтобетона;

  • толстая конструкция дорожной одежды (суммарная толщина не менее 130 мм) распределяет нагрузку от транспортных средств на бόльшую площадь, что снижает требования к коэффициенту предельного напряжения сдвига;

  • слой железобетона работает в качестве охладителя, не давая гидроизоляции нагреваться в жаркий период, что в случае применения битумных типов гидроизоляции крайне важно, так как нагрев битумных материалов приводит к потере их прочности, что становится причиной сползания дорожной одежды и разрушения асфальтобетона.

Кроме того, защитный слой железобетона предохраняет гидроизоляцию от ошибок во время проведения работ по замене верхнего слоя асфальтобетона (слояизноса), и это на сегодняшний день главный фактор при выборе этой конструкции! 

Все вышеперечисленные преимущества позволяют применять в таких конструкциях максимально дешевые типы гидроизоляции из наплавляемых битумных материалов. Такие типы конструкции уже стали традиционными и применяются повсеместно, поскольку, на первый взгляд,они максимально экономичны, с легкостью проходят любую экспертизу,не требуя при этом никаких дополнительных усилий от проектировщика на анализ и обоснование и не вызывая удивления у строительной организации.

Однако все вышеперечисленные преимущества этой конструкции утрачиваются из-за имеющихся ее недостатков. Отсутствие прочного сцепления защитного слоя ЖБ с асфальтобетоном, а также на границе битумной гидроизоляции и защитного слоя ЖБ в процессе эксплуатации моста приводит к постоянному ударному воздействию всех слоев конструкции между собой и в конечном итоге к их быстрому разрушению.

Положение усугубляется в осенне-зимний период, когда проезжая часть подвергается агрессивному воздействию реагентов. А поскольку сам по себе защитный слой ЖБ не гидроизолирован и подвержен всем перечисленным негативным факторам, то все это приводит к необходимости переустраивать дорожные одежды через пять-семь лет, а то и раньше. 

Предварительный анализ результатов многочисленных вскрытий и ремонтов дорожной одежды мостовых сооружений на территории Москвы показывает, что основной причиной преждевременного и систематического отказа элементов мостового полотна является разрушение элементов дорожной одежды (железобетонного защитного слоя, уложенного поверх гидроизоляции).

Выходом из сложившейся ситуации может быть переход на современные типы конструкций мостового полотна, не имеющих в своем составе железобетонного защитного слоя (рис. 2).

Данная конструкция мостового полотна предполагает более высокие требования к материалам для гидроизоляции, поскольку в этом случае она подвержена механическому воздействию при укладке горячих смесей АБ, а также не защищена от нагрева в жаркий период времени. Также по причине уменьшения толщины дорожной одежды пропорционально возрастает требование к коэффициенту предельного напряжения сдвига, адгезии гидроизоляции к основанию, ее прочности и другим характеристикам.

konstruk_doroj_odej.png

Рис. 2. Конструкция дорожной одежды мостового полотна (п 5.66 СП35.13330.2011).

1 – верхний слой уплотняемого асфальтобетона; 

2 – нижний слой уплотняемого асфальтобетона; 

3 – гидроизоляция мостового полотна; 

4 – железобетонное основание

Данная конструкция более перспективна по причине отсутствия защитного слоя ЖБ, а также более предпочтительна из-за меньшей толщины дорожной одежды. Это значительно уменьшает нагрузку на пролетное строение и увеличивает грузоподъемность моста. 

На сегодняшний день всем необходимым требованиям отвечает лишь несколько торговых марок гидроизоляционных материалов, имеющих внушительный опыт применения, причем как положительный, так и отрицательный.Такие типы гидроизоляции, как правило, на порядок дороже традиционных наплавляемых битумных материалов и нередко более сложны в применении, что чаще всего и становится причиной ошибок при их монтаже и может привести к выходу из строя элементов дорожной одежды.

Однако при условии тщательного технического контроля от производителя гидроизоляции на всех этапах работ, от приемки поверхности под гидроизоляцию до укладки асфальтобетона, риск совершить ошибку будет значительно уменьшен. К сожалению, реалии таковы,что производители материалов редко привлекаются на строительный участок для контроля технологии работ и не несут реальной ответственности, как, например, авторский или технический надзор.Необходимо ужесточение требований к производителям материальных ресурсов на законодательном уровне: обязательное техническое сопровождение производителя в процессе монтажа, совместная приемка и освидетельствование скрытых работ, совместные гарантийные обязательства и постгарантийное обслуживание.

Перечисленные меры привели бы к появлению большего числа специализированных авторизованных подрядчиков от производителя, что могло бы улучшить качество работ.

Кафедра мостов МАДИ совместно с корпорацией «Темп-СтройСистема» разрабатывает программу изучения разных типов конструкций дорожной одежды (СП35.13330.2011) и узлов мостового полотна, направленную на определение их характеристик и долговечности.

Приглашаем все заинтересованные стороны (проектные инаучно-исследовательские институты, производителей материалов и изделий, применяемых в индустрии транспортного строительства, строительные и обслуживающие организации, экспертов отрасли) принять участие в разработке программы исследований.

Результатом проделанных исследований должен стать сформированный ряд типовых конструкций,наиболее перспективных для применения и дальнейшего изучения в реальной строительной практике, а также ряд предложений поулучшению нормативной и законодательной базы.

Е.В. Шараев, руководитель проектов корпорации «ТемпСтройСистема».
А.М. Клевцов, президент корпорации «ТемпСтройСистема».
Ш.Н. Валиев, канд. техн. наук,доцент кафедры «Мосты» МАДИ.
Вернуться к списку