01 - 10 - 2020
SOFiSTiK – универсальный программный комплекс, использующий метод конечно-элементного анализа
Сбор нагрузок и расчет по грунту фундаментов опор автодорожных, железнодорожных и пешеходных мостов
ООО Малое инновационное предприятие Технопарк МАДИ

Инновации в мостостроении

Инновационные технологии в строительстве, эксплуатации, ремонте и реконструкции транспортных сооружений

При ремонте этого моста были применены следующие инновационные материалы и технологии: геосинтетические материалы (армосетка), литой асфальтобетон на полимерно-битумном вяжущем, щебеночно-мастичный асфальтобетон, безусадочные быстротвердеющие сухие бетонные смеси EMACO®, химические анкерные крепления ITH 380PE фирмы SORMAT, композиционные материалы для устройства покрытия тротуаров, деформационные швы «MAURER» и «THORMA JOINT». Применение вышеуказанных материалов позволило при малой продолжительности ремонта обеспечить высокое качество работ и требуемую долговечность мостового сооружения.

В связи с существенной перегрузкой статической нагрузкой моста (дорожная одежда мостового полотна достигала по толщине 20 см и более и состояла из двух, а в отдельных местах и трехслойной конструкции из асфальтобетона типа А марки 1) было принято решение об отказе устройства нижнего слоя покрытия из плотной асфальтобетонной смеси типа Б марки 1, предварительно принятого проектом. Кроме того, используемый в смесях ранее битум марки БНД 60/90 не был устойчивым к температурным воздействиям Нижегородского региона (показатели температуры размягчения по кольцу и шару, используемого битума + 47° С, температуры хрупкости по Фраасу -17° С, что соответствовало требованиям ГОСТ 22245-90, в то время как максимальная (с учетом отражающей способности солнечной радиации - альбедо-асфальтобетона) и минимальная расчетная температура дорожно-климатических условий Нижнего Новгорода имеют значения, соответственно, + 70 С и -30° С.

Следует также отметить, что из-за разрушения практически всех деформационных швов на мосту и слабой устойчивости к старению битума и, как следствие этого, - образования сетки трещин на покрытии, его шелушения и выкрашивания - произошло попадание влаги в армобетонный защитный слой плиты проезжей части и последующее его разрушение.

Все перечисленные выше факты, привели к образованию колеи до 15 см и выше, а также к большим сдвигам на участках торможения и разгона большегрузного транспорта.

Поэтому, для решения возникших проблем, был назначен защитный слой плиты проезжей части моста из литого асфальтобетона, который помимо дополнительной гидроизоляции (основная гидроизоляция по выравнивающему слою была выполнена из «Техноэластомост-С») должен выполнять функции распределения и, в какой-то мере, гашения динамической нагрузки от движущегося автомобильного транспорта.

С этой целью был применен литой асфальтобетон на полимерно-битумном вяжущем ПБВ-60 с назначенными физико-механическими свойствами по критерию соответствия температуры размягчения и температуры хрупкости соответствующим расчетным их значениям для конкретного региона (зоны), указанных выше. В результате лабораторного подбора для заданных природно-климатических условий и петрографического состава используемых в каменных материалах на ООО «Битумное производство» (г. Кстово) был организован выпуск полимерно-битумной композиции ПБВ-60 с температурой размягчения + 93°С и температурой хрупкости - 30°С, кинематической вязкостью около 300 мм2/сек. и хорошей устойчивостью к старению, оцениваемой изменением температуры после прогрева равной + 4° С, а также адгезией на уровне хемосорбционных связей поверхностного слоя каменных материалов и битумной композиции.

Таких показателей удалось достичь при использовании битума БНДУ 60/70 по ТУ 0256-003-13917007-2006, небольшого количества полимерной добавки «Licomont BS-100» и соответствующем количестве пластификатора (индустриального масла И-40), обеспечивающих высокую трещиностойкость и сдвигоустойчивость конструкции защитного слоя.

Здесь следует заострить внимание на более узком интервале по маркировочному показателю пенетрации при + 25°С модифицируемого битума БНДУ 60/70 и более жестких требованиях по другим показателям качества. Узкий интервал пенетрации - это прежде всего залог высокой стабильности показателей качества битума, высокой однородности асфальтобетонных смесей и, следовательно, повышения качества покрытий и их долговечности. В нашем случае сужение интервала пенетрации до 9 единиц (70-61) позволяет значительно снизить коэффициент вариации   и уменьшить отклонение фактических показателей физико-механических свойств асфальтобетонов от их минимально- возможных значений в 2 и более раза для всех типов смесей. Высокий интервал работоспособности рассматриваемого битума БНДУ 60/70 (не менее 70°С) обусловливает повышенные сдвигоустойчивость и трещиностойкость асфальтобетонного покрытия даже без его модификации. В настоящее время проводится работа по расширению перечня показателей качества данного битума и, прежде всего, его структурно-механических свойств, характеризующих когезионную прочность.

Для обеспечения хорошего сцепления битумной композиции с поверхностью каменных материалов, при ее приготовлении вводилась адгезионная добавка «Техпрогресс-1» в количестве   0,5% от массы вяжущего.

В настоящее время разработана и внедряется новая адгезионная добавка «АФТИСОТДОР» которая действует за счет образования циклических продуктов присоединения, представляющих собой многоосновные мононенасыщенные карбоновые кислоты, не содержащие сопряженные двойные связи. Данная добавка значительно устойчивее к окислению по сравнению с существующими аналогами ПАВ. Испытания показали, что при выдерживании образца битумного вяжущего в термокамере в течение 90 часов при температуре +150°С не изменили качественных параметров битумной пленки, она осталась равномерной, однородной и блестящей по всей поверхности каменного материала, то есть клеящая способность вяжущего осталась хорошей. В то время как образцы битума с адгезионными добавками «Дорос-АП» и «Амдор-9» выдержали это испытание до 10 и 70 часов соответственно. После чего битумная пленка сошла полностью или частично, задерживаясь на отдельных частях испытуемого образца.

Верхний слой покрытия мостового полотна был устроен из полимерно-щебеночно-мастичного асфальтобетона ПЩМА-15, где, как и в литом асфальтобетоне, выбор битумной композиции осуществлялся по принципу соответствия региональным дорожно-климатическим условиям.

При этом, физико-механические показатели испытуемого ПБВ-60 в этом покрытии находятся в полном соответствии с рекомендуемыми их значениями по ГОСТ Р 52056-2003, а показатели температуры размягчения по КиШ и температуры по Фраасу +73оС и -27оС соответственно, превосходят их.

Для обеспечения надлежащей адсорбции ПБВ на поверхности минерального материала (узких фракций щебня, песка из отсевов дробления изверженных горных пород) и образования неразрушающихся связей при длительном воздействии влаги, а также   приготовления на основе этого минералорганического вещества (асфальтового вяжущего) ПЩМА с требуемыми плотностью, прочностью и долговечностью, использовался минеральный порошок в бинарном отношении (битум/минеральный порошок) равном 0,45...0,60.

В то же время, большое внимание уделялось однородности полимерно-щебеночно - мастичной асфальтобетонной смеси и сохранности всех необходимых свойств ПБВ-60, приготавливаемого на базе ООО «Техпрогресс» г. Тула. В связи с большой длительностью транспортировки указанного ПБВ-60 (около 10 часов) она осуществлялась в специальных битумовозах, оборудованных элементами нагрева вяжущего и битумными насосами с остановками через каждые 2...3 часа и перемешиванием ПБВ циркуляцией насосов на себя и соответствующей проверкой показателей его свойств требованиям стандартов ГОСТ Р 52056 – 2003г. после прибытия на асфальтобетонный завод.


Новости ФОРУМА
 
 

 

Транспортные сооружения - научный журнал

Кафедра Транспортное строительство СГТУ

Блог о расчeтах мостов Портал мостостроителя

Ingener.kz: Всё для инженеров

СК Стройкомплекс-5