МИНИСТЕРСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ РСФСР

ДОРОДНОЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЕ И
ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ
НПО РОСДОРНИИ

РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО РЕМОНТУ И УХОДУ ЗА ДЕФОРМАЦИОННЫМИ
ШВАМИ В МАЛЫХ И СРЕДНИХ МОСТАХ

Москва 1989

Рекомендации по ремонту и уходу за деформационными швами в малых и средних мостах/ Министерство автомобильных дорог РСФСР. - М.: ЦБНТИ Минавтодора РСФСР, 1989.

Настоящие Рекомендации - второе издание документа, разработанного в 1982 г. В отличие от предыдущего издания внесены дополнения, связанные с совершенствованием классификации ремонтных работ, появлением новых материалов и механизмов, представлены изменения в конструкции деформационных швов с указанием их применения.

Все это подтверждено новыми данными исследований, результатами опытных работ и внедрения в практику решений ранее изданных Рекомендаций, утвержденных Минавтодором РСФСР 15.06.81 пр. №16.

Данный документ - как практическое руководство по ремонтным работам - предназначен для работников дородно-эксплуатационной службы.

Составлены инж. А.В. Бугуруслановым и канд. техн. наук В.И. Шестериковым. В разработке принимала участие инж. О.В. Николаева.

Замечания и предложения просим направлять по адресу:

125493. г. Москва, ул. Смольная, д. 1/3, владение 2, НПО Росдорнии.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Долговечность проезжей части автодорожных мостов и путепроводов во многом зависит от состояния конструкций деформационных швов, своевременного и правильного выполнения профилактических и ремонтных работ.

Многочисленные обследования эксплуатируемых малых и средних автодорожных железобетонных мостов показывают, что деформационные швы, заполненные мастиками, разрушаются через 3-5 лет, а через 1-2 года в них нарушается герметичность. Появление и развитие дефектов в шве не только снижает долговечность проезжей части мостов и ухудшает условия движения (плавность, скорость, безопасность), но и отрицательно сказывается на долговечности всего сооружения в целом.

В НПО Росдорнии разработана и проверена технология ремонта деформационных швов в малых и средних мостах, имеющих пролетные строения до 24 м, установлен объем работ, выполняемый при содержании и ремонте искусственных сооружений, определены межремонтные сроки (периодичность работ). Все эти вопросы нашли отражение в настоящих Рекомендациях. Соблюдение требований, приведенных в документе, позволит увеличить межремонтные сроки по сравнению с существующими, сократить продолжительность ремонтных работ и затрат на эксплуатацию деформационных швов. Рекомендации не применимы для районов со среднесуточной минимальной температурой воздуха ниже минус 45°С, что определено характеристиками практикуемых при ремонте материалов. Для заполнения швов используют материалы на битумной основе, что делает реальным применение разработанных методов ремонта любыми эксплуатационными организациями Минавтодора РСФСР. Технологией предусмотрены работы по содержанию и ремонту деформационных швов двух типов - закрытого и заполненного, как наиболее распространенных в малых и средних мостах.

Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников, связанных с эксплуатацией малых и средних автодорожных мостов. Они могут быть полезны специалистам, занимающимся проектированием, изготовлением и эксплуатацией конструкций деформационных швов в проезжей части автодорожных и городских мостов и путепроводов.

Зам. ген. директора канд. техн. наук А.Я.Эрастов

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие рекомендации могут быть использованы при ремонте и содержании конструкций деформационных швов в железобетонных и сталежелезобетонных пролетных строениях, эксплуатируемых на автомобильных дорогах РСФСР малых и средних мостов и путепроводов, а также в больших мостах с пролетными строениями длиной не более 33 м.

В разработке приведены конструкции и технология ремонта деформационных швов двух тиров - закрытого и заполненного, допускающих перемещения концов пролетных строений в шве до 20 мм. При больших перемещениях следует применять другие конструкции деформационных швов [1].

1.2. Объем требуемых ремонтных работ по устранению дефектов деформационных швов устанавливают по книгам (журналам) искусственных сооружений, в которые записаны результаты текущих, периодических и специальных осмотров. При планировании работ определяют методы их выполнения и объем требуемых материалов.

1.3. Все ремонтные работы следует вести в сухую погоду при температуре воздуха не ниже плюс 5°С, выполняя их сразу по мосту в целом с организацией движения по объездному пути, либо поочередно на одной половине проезжей части с временным прекращением движения. При этом ширина полосы для движения транспортных средств должна быть не меньше 3 м, а ремонтируемого участка должна превышать половину ширины габарита (Г) моста.

Движение автомобилей по отремонтированному участку моста разрешается через 1-3 сут. в зависимости от применяемых материалов.

1.4. В деформационных швах заполненного и закрытого типа следует применять готовые мастики на битумной основе, выпускаемые промышленностью: битумно-бутилкаучуковые (МББП) [2], резино-битумные (РБМ), полимерно-битумные (ПБВ), битумно-изопреновые (МБИ). Допускается использование резинобитумных мастик (РБВ), изготовляемых на стройплощадке [3]. Перед применением этих мастик требуется проверить основные их свойства (температуру размягчения и хрупкости, относительное удлинение при растяжении). Кроме указанных мастик практикуют тиоколовые герметики и различные пасты.

1.5. Для приготовления мастик на основе битума в условиях строительного объекта следует применять составляющие материалы, отвечающие требованиям действующих нормативно-технических документов. Все материалы, заготовленные для ремонтных работ, должны иметь паспорта, подтверждающие соответствие их ГОСТам и техническим условиям, и указания о времени изготовления и сроке использования их. По истечении гарантийного срока хранения материалов не допускается применение их без проверки по всем показателям.

1.6. Настоящими Рекомендациями предусматривается выполнение следующих видов работ:

А - уход за швами (очистка, промывка, заливка трещин, добавление мастики);

Б - профилактические и планово-предупредительные работы (восстановление мастики и кромок швов, ремонт окаймления, покрытия в зоне швов и устранение бугров, усиление гидроизоляции, реконструкция водоотвода, ремонт слоев одежды у швов и другие работы по восполнению износа и восстановлению работоспособности швов);

В - замена деформационных швов (полное переустройство с заменой отдельных элементов и восстановлением предусмотренного проектом типа шва, замена шва на новый тип).

Виды работ А и Б относятся к содержанию мостов, а В - к их ремонту в соответствии с утвержденной классификацией ремонтных работ (приказ по Минавтодору РСФСР №72-ор от 16.06.88. Временная классификация работ по ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования).

2. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ШВОВ

2.1. В пролетных строениях малых и средних мостов устраивают деформационные швы закрытого и заполненного типов при перемещениях концов пролетных строений соответственно до 10 и 10 - 20 мм.

В швах закрытого типа зазор между сопрягаемыми пролетными строениями сверху закрыт асфальтобетонным покрытием проезжей части, уложенным без разрыва. В швах другого типа зазор заполняют герметизирующим материалом, а покрытие выполнено с разрывом.

Различают две разновидности швов закрытого типа - с армированным и неармированным асфальтобетонным покрытием и три варианта заполненного типа асфальтобетонными и цементобетонными кромками, с металлическим окаймлением (рис. 1, 2 А, Б).

Рис. 1. Конструкции деформационных швов закрытого типа:

а - с непрерывным асфальтобетонным покрытием;

б - с армированным покрытием;

1 - асфальтобетонное покрытие; 2 - защитный слой; 3 - гидроизоляция, 4 - металлическая пластина, перекрывающая зазор (d = 8 - 10 втоплена в защитный слой); 5 - выравнивающий слой; 6 - армирующие сетки; 7 - отделяющая прокладка; 8 - компенсатор, 9 - битумная мастика; 10 - пористый заполнитель; 11 - балка; 12 - анкерный стержень; 13 - уплотнитель

Рис. 2. Конструкции деформационных швов заполненного типа

А - в асфальтобетонном покрытии:

а - с асфальтобетонными кромками;

б - бетонным приливом;

в - металлическим окаймлением;

1 - асфальтобетонное покрытие; 2 - защитный слой; 3 - гидроизоляция; 4 - существующий выравнивающий слой; 5 - новый выравнивающий слой (бетон или полимербетон); 6 - металлическое окаймление; 7 - закладная деталь в балках; 8 - стальная накладка толщиной 10 мм (шаг £600); 9 - металлический компенсатор; 10 - неметаллический компенсатор; 11 - пористый заполнитель плиты; 12 - каркас бетонного прилива; 14 - бетонный прилив

Б - в цементобетонных покрытиях:

а - с оклеечной гидроизоляцией;

б - без оклеечной гидроизоляции и с металлическим окаймлением;

1 - цементобетонное покрытие; 2 - гидроизоляция; 3 - выравнивающий слой; 4 - мастика заполнения; 5 - анкерный стержень; 6 - компенсатор; 7 - пористый заполнитель; 8 - металлическое окаймление; 9 - арматурный каркас; 10 - вертикальные анкера

2.2. Деформационные швы закрытого типа содержат:

металлический (или неметаллический) компенсатор, закрепленный на концах пролетных строений и предназначенный для удержания заполнения;

гидроизоляционный слой, дополненный полиэтиленовой пленкой, стабилизированной сажей и заведенный в петлю компенсатора;

пористое заполнение петли компенсатора;

уплотнитель зазора в уровне защитного слоя из пенопласта или дерева, предназначенный для предотвращения вдавливания покрытия в зазор;

армированное или неармированное асфальтобетонное покрытие, уложенное без разрыва.

Металлический компенсатор вырезают из латунного листа или оцинкованного железа толщиной 1,0-1,2 мм и придают ему форму лотка, В пролетном строении компенсатор закрепляют с помощью горизонтальных анкерных полос, соединяемых с продольной арматурой (рис. 3а).

Неметаллический компенсатор состоит из двух слоев гидростеклоизола, склеенных между собой мастикой и приклеенных к выравнивающему слою (рис. 3б). Допускается оставлять в деформационном шве металлические компенсаторы иной формы и размеров, если они находятся в удовлетворительном состоянии. При этом дополнительно устраивают неметаллический компенсатор.

Уплотнитель, применяемый в швах закрытого типа (см. рис. 1), может быть выполнен из доски повышенной влажности или пенопласта. Одновременно он является опалубкой для выравнивающего слоя (рис. 4).

2.3. Деформационные швы заполненного типа содержат:

металлический компенсатор предназначен для удержания заполнения, состоит из гнутой тонколистовой стали толщиной 2-2,5мм, закрепляется с помощью накладок (с шагом не более 0,6 м), приваренных к закладным деталям, либо оголенной арматурой;

неметаллический компенсатор (см. рис. 3б и п. 2.2) расположен по верху металлического, служит для отвода воды из шва и закрыт сверху слоем гидроизоляции;

пористое заполнение петли компенсатора уменьшает расход мастики;

заполнение в виде мастики или пасты в уровне защитного слоя и покрытия (либо в уровне только асфальтобетонного покрытия, если его толщина превышает 5 см) обеспечивает герметичность шва;

металлическое окаймление шва применяют для защиты кромок бетонного прилива в пролетных строениях на дорогах (I и II категории) с большой интенсивностью движения автомобилей.

Рис. 3. Металлические (а) и неметаллический (б) компенсаторы деформационных швов:

1 - лотковая часть компенсатора; 2 - полка компенсатора; 3 - анкерные полосы; 4 - арматурный стержень; 5 - неметаллический компенсатор; 6 - гидроизоляция; 7 - полиэтиленовая пленка

Рис. 4. Металлический компенсатор для деформационных швов заполненного типа:

1 - металлический компенсатор; 2 - накладки, приваренные к закладным деталям или арматуре; 3 - сварной шов

Рис. 5. Сечение уплотнителей для деформационных швов

Рис. 6. Сечение окаймлений деформационных швов

2.4. Окаймление деформационных швов может быть выполнено из уголкового прокатного профиля или стальной полосы (рис. 6). Окаймление омоноличивают в бетонном приливе толщиной не менее 12 см. При меньшей толщине бетона над гидроизоляцией у шва анкеры окаймления соединяют с оголенной арматурой плиты пролетного строения и гидроизолируют (см. разд. 5).

2.5. Область применения конструкций деформационных швов определяется следующими факторами: категорией автомобильной дороги, типом покрытия проезжей части, климатическим районом расположения моста и величиной перемещения в шве концов сопрягаемых пролетных строений.

Деформационные швы закрытого типа допускается устраивать на мостах с асфальтобетонным покрытием проезжей части при перемещениях в шве не более 5 мм на дорогах I-II категорий, более низких категорий - до 10 мм.

Деформационные швы заполненного типа применяют на мостах с цементобетонным покрытием при перемещениях в шве до 20 мм и с асфальтобетонным - до 15 мм.

Деформационные швы заполненного типа со стальным окаймлением устраивают при перемещениях в швах до 20 мм на малых и средних мостах, расположенных на дорогах I-II категории, а также дорогах III категории, если в составе движения преобладают грузовые автомобили и автобусы с нагрузкой на ось не менее 100 кН и при интенсивности движения более 500 авт/сутки.

2.6. Величину расчетных перемещений концов пролетных строений в уровне деформационных швов определяют по формуле:

                                                       (2.1)

где d_вр, - перемещения в шве от временной нагрузки;

DТ - перепад температур конструкций, °С, равный ;

a₀ - коэффициент температурного линейного удлинения a₀ =10^-5×1/град.;

l - длина пролетных строений¹⁾, м;

¹⁾ Здесь и далее под этой величиной подразумевают длину, с которой в шве собираются перемещения.

2.7. За температуру T_max принимают максимальную среднесуточную температуру воздуха t_c, увеличенную на половину средней амплитуды А_c суточного колебания температур²⁾.

Для массивных железобетонных конструкций с толщиной элементов стенок, плит, полок более 60 см T_max = t_c (коробчатых пролетных строениях толщины стенок и плит суммируют).

За температуру T_min принимают минимальную среднесуточную t_нс, а для массивных железобетонных конструкций - среднюю за пять наиболее холодных суток t_нп температуру воздуха²⁾.

²⁾ По данным СНиП 2.01.01-82.

2.8. Территория РСФСР для применения конструкций деформационных швов может быть разделена на три строительно-климатические зоны по минимальной среднесуточной температуре воздуха:

Ремонтировать деформационные швы по данным Рекомендациям возможно в районах с температурой t_нс до -45°С. Для остальных районов СТЗ материалы, технология ремонтных работ и предельные длины пролетных строений, в которых выполняют ремонт швов, должны согласовываться с базовым научно-исследовательским институтом. Карта районирования по СТЗ приведена в прил. 1.

2.9. Длины железобетонных и сталежелезобетонных пролетных строений, в которых допускается применение тех или иных конструкций швов, даны в табл. 2.1 в зависимости от района расположения моста.

Таблица 2.1

В табл. 2.1 приняты обозначения:

Н - закрытые швы с непрерывным асфальтобетонным покрытием (рис. 1а);

НА - то же, с армированным покрытием (см. рис. 1б);

М - заполненные швы с мастикой (асфальтобетонные кромки, см. рис. 2а);

MБ - то же, с бетонными кромками или окаймлением (см. рис. 2б, в).

Предельные длины массивных железобетонных пролетных строений (например, коробчатого сечения), в которых устраивают швы закрытого и заполненного типов, могут быть увеличены по сравнению с данными табл. 2.1 на 25%. В пролетных строениях с цементобетонным покрытием делают швы заполненного типа по рис. 2б, в.

2.10. Над концами пролетных строений, опирающихся на неподвижные опорные части, применяют деформационные швы закрытого типа, приведенные в табл. 2.2.

Таблица 2.2

2.11. Область применения различных материалов для заполнения деформационных швов приведена в табл. 2.3 в зависимости от материала пролетного строения, типа покрытия и района расположения моста.

В табл. 2.3 подобран оптимальный материал для зоны и пролета. Возможно применение материалов для больших пролетов и низких температур.

Предусмотрено следующее использование мастик:

МББП - битумно-бутилкаучуковых;

МБИ - битумно-изопреновых [4];

РБВ - резинобитумных вяжущих;

ПБВ - полимерно-битумных [5];

Т - тиоколовых герметиков.

Марки материалов для заполнения швов и условия их применения даны в разд. 4.

3. РЕМОНТ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ШВОВ И УХОД ЗА НИМИ

3.1. Уход за швами включает работы, выполняемые для поддержания швов в исправности:

а) очистка швов и прилегающих к ним покрытий и зазоров, а также лотков, концевых участков пролетных строений и опорных площадок от пыли, грязи, снега; сколка льда у тротуаров;

Таблица 2.3

А. Железобетонные пролетные строения

Б. Сталежелезобетонные пролетные строения

Примечание. В табл. 2.3 прочерк соответствует применению швов закрытого типа, а звездочка - швов с резиновыми компенсаторами К-8

б) текущие, периодические и специальные осмотры швов, проводимые в процессе освидетельствования искусственных сооружений и в сроки, оговоренные соответствующими нормативными документами. В зависимости от вида осмотр проводят мостовые мастера, главный инженер эксплуатационного подразделения, мостоиспытательные станции или специальные комиссии.

Результаты осмотра с перечислением выявленных дефектов h указанием объема ремонтных работ заносят в книгу искусственных сооружений. Перечень наиболее распространенных дефектов в деформационных швах приведен в табл. 3.1;

в) заливка трещин в асфальтобетонном покрытии у швов битумным (резинобитумным) вяжущим (при толщине трещин свыше 1 мм) или жидким битумом (при трещинах раскрытием до 1 мм).

Работы по уходу за швами финансируются за счет средств, выделяемых на содержание дорог (мостов), и могут выполняться дорожными ремонтными бригадами в составе ДРСУ.

3.2. Профилактические и планово-предупредительные работы (ППР): предупреждение разрушения швов и исправление мелких повреждений, постоянно возникающих в процессе эксплуатации искусственных сооружений, проводимые в течение всего года (по мере необходимости) с учетом межремонтных сроков.

К таким видам работ относят:

а) ликвидацию волн и наплывов в покрытии у шва;

б) заделку выбоин и просадок в зоне шва;

в) заливку швов мастикой;

г) замену заполнения швов, а также тротуарных блоков;

д) ремонт покрытия (заделка трещин, сколов кромок и раковин);

е) ремонт защитного слоя и гидроизоляции шва;

ж) заделку трещин, сколов и раковин в железобетонной плите проезжей части;

з) восстановление или замена окаймления.

Кроме того, при ППР на мосту выполняют и работы по замене швов на отдельных участках (протяженностью не более 30 %), ремонту примыкающих к шву слоев одежды. Указанные работы финансируются также за счет средств, выделяемых на содержание дорог (мостов) и должны производиться специализированными бригадами (звеньями), входящими в состав МЭУ и МРСУ. Затраты планируют по укрупненным измерителям.

3.3. Замена швов (ремонт). При восстановлении конструкций шва одновременно усовершенствуют узлы и детали. Эти работы включают восстановление: всех слоев одежды мостового полотна в зоне шва; компенсаторов (возможна замена); первоначальной конструкции шва, а также замена предусмотренного проектом типа шва.

При замене швов могут быть применены конструкции:

более простые, рассчитанные на меньшие перемещения концов пролетных строений моста (закрытого типа вместо заполненного и заполненного - вместо стального шва);

более сложные, предусматривающие большие перемещения концов пролетных строений моста (заполненного типа вместо закрытого, шва с резиновым компенсатором (К-8) вместо шва с мастичным заполнением) [1].

Вид работ устанавливают для каждого конкретного сооружения отдельно путем сравнения существующей конструкции шва с рекомендуемой к применению по табл. 2.1 с учетом соответствующей длины пролетного строения и района расположения данного моста, а выбор мастики - по табл. 2.3.

Работы по замене швов финансируют за счет средств, выделяемых на ремонт дорог (мостов), и выполняются специализированными бригадами (звеньями), входящими в состав МРСУ или МСУ.

3.4. Межремонтные сроки, приведенные в табл. 3.1 (периодичность ППР и ремонта), выше нормативных¹⁾, что достигается при условии соблюдения требований по уходу, изложенных в настоящих Рекомендациях.

¹⁾ Временное положение о межремонтных сроках службы капитальных автодорожных мостов и путепроводов утв. Минавтодором РСФCP 03.07.89.

Таблица 3.1

Таблица 4.1

Горячие битумные мастики для гидроизоляции конструкции швов