ДОРОЖНОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ МОСТА С МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ОРТОТРОПНОЙ ПЛИТОЙ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к конструкциям дорожных одежд на мостах и путепроводах с металлической ортотропной плитой проезжей части.
Известна дорожная одежда, состоящая из размещенного на основании несущего слоя, промежуточного вязко-пластичного слоя из органоминеральной композиции и верхнего слоя из асфальтобетона. Промежуточный вязко-пластичный слой выполнен из битумного шлама и зерен щебня, отстоящих друг от друга на расстоянии 1-3 их диаметра. Зерна щебня расположены на несущем слое и внедрены в верхний слой на величину, равную 1/3-1/2 их диаметра. [Авторское свидетельство СССР №787544, МПК: Е 01 С 7/32].
Однако данная конструкция дорожной одежды не применяется на мостах с металлической ортотропной плитой, так как не обеспечивает достаточного сцепления несущего слоя с металлической поверхностью ортотропной плиты моста. Данная дорожная одежда представляет собой облегченную конструкцию, не обладает требуемыми качественными и прочностными характеристиками и характеризуется малой гидроизолирующей способностью в связи с использованием в качестве промежуточного слоя битумного шлама. Кроме того, данный способ является трудоемким, поскольку требует контроля толщины промежуточного слоя в пределах 7-15 мм.
Известна также конструкция дорожной одежды, содержащая расположенные на ортотропной плите защитно-сцепляющий слой из гидроизоляционного материала на синтетической основе и слои асфальтобетона дорожного покрытия. Нижний и верхний слои дорожного покрытия выполнены из высокоплотного асфальтобетона. Толщина защитно-сцепляющего слоя 10-15 мм. [Патент на изобретение РФ №2177523, МПК: E 01 D 19/08, Е 01 С 7/32].
Однако защитно-сцепляющий слой представляет собой рулонный материал, технология укладки которого на ортотропной плите не гарантирует надежного сцепления слоя с ортотропной плитой и подразумевает наличие большого количества продольных и поперечных стыков в слое. Кроме того, конструкция дорожной одежды в полной мере не обеспечивает вовлечение асфальтобетона дорожного покрытия с защитно-сцепляющим слоем в совместную работу с дорожным основанием. Таким образом, слои дорожного
покрытия не обеспечивают достаточной трещиностойкости покрытия при экстремальных отрицательных температурах.
2
Наиболее близким аналогом к заявляемому решению является конструкция дорожной одежды на ортотропной плите проезжей части моста, состоящая из выполненных на основе каучукобитумного вяжущего: грунтовочного, каучукобитумного, гидроизоляционного мастичного слоев, асфальтобетонного покрытия, выполненного двухслойным с нижним слоем из уплотняемого асфальтобетона и верхним слоем из литого асфальтобетона. Грунтовочный слой включает каучукобитум, растворитель и адгезионноантикоррозионный материал. Каучукобитумный слой включает битум и каучук. Гидроизоляционный слой - каучукобитум, песок и минеральный порошок. Уплотняемый асфальтобетон - битум, щебень, песок и минеральный порошок. Литой асфальтобетон - каучукобитум, кубовидный щебень, песок и минеральный порошок. Асфальтобетонное покрытие на примыкающих к деформационным швам участках по их краям выполнено однослойным из литого асфальтобетона. Ширина участка составляет не менее 1 метра. В качестве каменного материала в дорожной одежде выбран кубовидный гранитный щебень фракции 4-20 мм прочностью не менее 1200-1400 кг/см. [Свидетельство на ПМ РФ №21051, МПК: Е 01 С 7/32]
Однако в данном техническом решении состав слоя уплотняемого асфальтобетона не обеспечивает необходимую дренажную функцию, не позволяет удалять влагу, скапливающуюся на гидроизоляционном слое, что отрицательно сказывается на качестве покрытия в процессе эксплуатации. При этом в данном покрытии не предотвращается взаимное перемещение слоев друг относительно друга, что сказывается на долговечности дорожной одежды.
Задачей заявляемой полезной модели является увеличение долговечности дорожной одежды.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в обеспечении отвода влаги с гидроизолирующего слоя за счет использования пористой структуры защитного слоя. Кроме того, конструкция дорожного покрытия обеспечивает более прочное сцепление гидроизолирующего и защитного слоев, исключающее их взаимное перемещение, за счет размещения между ними слоя очерненного щебня.
Поставленная задача достигается тем, что дорожное покрытие для проезжей части моста, включающее расположенные на дорожном основании грунтовочный слой на основе полимерно-битумного вяжущего, буферный слой, состоящий из полимерно-битумного вяжущего, гидроизолирующий слой, выполненный из полимерно-битумной мастики, защитный слой из асфальтобетонной смеси, слой из полимерно-битумной литой
асфальтобетонной смеси, согласно предлагаемого решения дополнительно содержит, по крайней мере, два слоя очерненного щебня, один из которых расположен между гидроизолирующим слоем и защитным слоем для обеспечения их надежного сцепления, а второй расположен на полимерно-битумной литой асфальтобетонной смеси для обеспечения шероховатой поверхности покрытия, при этом защитный слой из асфальтобетонной смеси имеет пористую структуру.
Защитный слой из асфальтобетонной смеси включает вяжущий компонент в виде битума и минеральные компоненты: щебень, минеральный порошок, отсев дробления при следующем соотношении, масс.%:
щебень - 40-60%,
минеральный порошок - 1-5%,
отсев дробления - 30-45%,
при этом битума берут в количестве 4-6% на 100% минеральных компонентов.
В качестве грунтовочного слоя используют полимерно-битумное вяжущее, растворитель марки «Нефрас» и адгезионную присадку Диамин при следующем соотношении компонентов, масс.%:
полимерно-битумное вяжущее 10-20%,
растворитель Нефрас - 80-90%,
присадка Диамин - 0,5-1%.
Гидроизолирующий слой включает полимерно-битумное вяжущее и минеральные компоненты - песок речной, минеральный порошок и отсев дробления при следующем соотношении, масс.%:
песок речной - 20-50%,
минеральный порошок - 20-45%,
отсев дробления - 20-40%,
при этом полимерно - битумное вяжущее берут в количестве 10-25% на 100% минеральных компонентов.
Слой из полимерно-битумной литой асфальтобетонной смеси включает полимерно-битумное вяжущее и минеральные компоненты - щебень с крупностью фракции 5-20 мм, отсев дробления, песок речной и минеральный порошок при следующем соотношении масс.%:
щебень - 30-60%,
отсев дробления - 10-30%,
песок речной - 10-20%,
минеральный порошок - 20-30%,
при этом полимерно-битумное вяжущее берут в количестве 8-20% на 100% минеральных компонентов.
Слой очерненного щебня содержит щебень фракции 10-20 мм.
Слои выполнены со следующими толщинами, мм:
буферный слой толщиной 2,5-4
гидроизолирующий слой - 15-25,
защитный слой - 30-50,
слой из полимерно-битумной литой асфальтобетонной смеси - 30-50,
2
2
2
а расход праймера составляет 200-300 г/м, расход щебня, находящегося между гидроизолирующим и защитным слоями 7-10 кг/м, расход очерненного щебня, размещаемого на слое из полимерно-битумной литой асфальтобетонной смеси - 10-12 кг/м.
Полимерно-битумное вяжущее состоит из битума марки «БНД90/130» и полимера марки «Кратон Д - 1101СМ» при следующем соотношении масс.%:
битум БНД90/130 - 87-91%,
Кратон Д - 1101СМ - 9-13%.
Предлагаемое решение поясняется чертежом, на котором схематично представлены слои дорожной одежды в разрезе на металлической ортотропной плите, где позициями обозначены:
1 - ортотропная плита,
2 - грунтовочный слой,
3 - буферный слой,
4 - гидроизолирующий слой,
5 - слой очерненного щебня,
6 - защитный слой,
7 - слой полимерно-битумной литой асфальтобетонной смеси,
8 - россыпь очерненного щебня.
К дорожной одежде, устраиваемой на дорожном основании из металлической ортотропной плиты проезжей части мостов и путепроводов, предъявляются особые требования в связи с необходимостью обеспечения высоких деформативных характеристик, большей долговечности и гидроизолирующих свойств.
В предлагаемом техническом решении на ортотропной плите 1 последовательно уложены следующие слои: грунтовочный слой 2 на основе полимерно-битумного вяжущего, буферный слой 3 в виде полимерно-битумного вяжущего, гидроизолирующий слой 4, выполненный из полимерно-битумной мастики, слой очерненного щебня 5,
защитный слой 6 из асфальтобетонной смеси, слой из полимерно-битумной литой асфальтобетонной смеси 7 и слой из россыпи очерненного щебня 8.
При этом грунтовочный слой 2 выполнен из полимерно-битумного праймера, представляющего собой вещество марки ИНХП по ТУ 0258-002-00151822-2004, состоящее из, масс.%: полимерно-битумного вяжущего - 10-20%, растворителя Нефрас - 80-90%, присадки для улучшения адгезионных свойств к металлической поверхности - Диамина - 0,5-1%. Слой наносят на сухую обеспыленную поверхность любым аппаратом для воздушного или безвоздушного распыления за два прохода во взаимно перпендикулярных направлениях с сушкой каждого из слоев в течение не менее трех часов.
Полимерно-битумное вяжущее получают путем растворения полимера в битуме в следующем процентном соотношении по массе: битум БНД90/130 - 87-91%, полимер Кратон Д-1101 CM - 9-13%. Компоненты вяжущего смешивают в установке принудительного перемешивания любой известной конструкции, предназначенной для модификации дорожных битумов при температуре 180-210°С в течение 3-5 часов. Состав данного полимерно-битумного вяжущего обеспечивает высокую водонепроницаемость конструкции дорожного покрытия и высокую пластичность слоев.
Буферный слой 3 выполнен из горячего полимерно-битумного вяжущего с температурой 180-210°С и укладывается толщиной слоя 2,5-4 мм поверх грунтовочного слоя не ранее, чем через 4 и не позднее, чем через 16 часов после нанесения последнего. Полимерно-битумное вяжущее разливается порциями на месте укладки из специальной тележки и разравнивается по поверхности шпателем из термостойкой резины.
Гидроизолирующий слой 4 выполнен из полимерно-битумной мастики слоем толщиной 15-25 мм. Полимерно-битумную мастику изготавливают путем перемешивания полимерно-битумного вяжущего со следующими минеральными компонентами: отсев дробления - 20-40%, песок речной - 20-50%, минеральный порошок - 20-45%. При этом полимерно-битумное вяжущее берут в количестве 10-25% на 100% минеральных компонентов. Здесь и далее все соотношения даны в массовых процентах.
Перемешивание компонентов полимерно-битумной мастики осуществляется в асфальтосмесителях, время перемешивания - 2-3 минуты для обеспечения равномерного распределения вяжущего по поверхности минеральных компонентов. Мастику доставляют при постоянном перемешивании к месту укладки с использованием миксеров для литых асфальтобетонных смесей, например, кохеров. При этом необходимо поддерживать рабочую температуру мастики в интервале - 180-210°С. Мастика может
находиться в кохерах не более 48 часов из-за возможной потери свойств полимера в связи с разрушением структуры в результате длительного воздействия высоких температур.
2
Слой очерненного щебня 5 выполнен из щебня фракции 5-20 мм, обработанного битумом. Слой 5 наносят на неостывший гидроизолирующий слой 4. Щебень под собственным весом частично погружается в гидроизолирующий слой, где надежно фиксируется после его застывания. Щебень обеспечивает надежное сцепление гидроизолирующего слоя с защитным слоем из асфальтобетонной смеси. Норма расхода щебня составляет 7-10 кг/м.
Защитный слой 6 изготавливают из горячей мелкозернистой асфальтобетонной смеси, которая состоит из вяжущего компонента в виде битума и минеральных компонентов: щебня, минерального порошка, отсева дробления при следующем соотношении компонентов: щебень 40-60%, минеральный порошок - 1-5%, отсев дробления 30-45%. Битум берут в количестве 4-6% на 100% минеральных компонентов.
При указанном количестве компонентов в данном составе обеспечивают пористую структуру слоя, за счет чего слой становится водопроницаемым.
Защитный слой 6 из асфальтобетонной смеси изготавливают толщиной 30-50 мм и укладывают, например, с помощью асфальтоукладчика поверх гидроизолирующего 4 слоя не ранее, чем через 24 часа после укладки последнего. Смесь компонентов слоя доставляют к месту работ в автосамосвалах. Транспортировочную и рабочую температуру смеси поддерживают в пределах 145-155°С. Уплотнение слоя осуществляют, например, гладковальцевым катком максимальной массой в 3-3,5 тонны за 3-5 проходов по одному следу.
На защитный слой 6 из асфальтобетонной смеси не ранее, чем через 24 часа после его укладки, укладывают верхний слой покрытия из полимерно-битумной литой асфальтобетонной смеси 7. Слой состоит из полимерно-битумного вяжущего и минеральных компонентов - щебня с крупностью фракций 5-20 мм - 30-60%, отсева дробления - 10-30%, речного песка - 10-20% и минерального порошка - 20-30%. Полимерно-битумное вяжущее составляет 8-20% на 100% минеральных компонентов. Смесь доставляют к месту укладки, например, в кохерах. Рабочая температура 180-210°С. Смесь укладывают слоем толщиной 30-50 мм с помощью распределителя литой смеси. Данный слой дорожного покрытия за счет указанного состава обладает высокой пластичностью, водонепроницаемостью, особой прочностью, способен восстанавливать деформации от приложения сконцентрированных нагрузок.
Слой из россыпи очерненного щебня 8 представляет собой щебень фракции 10-20 мм, обработанный битумом, который наносят рассевом на слой полимерно-битумной
2
литой асфальтобетонной смеси во время его укладки. Через 10-15 минут после распределения щебня осуществляют его вдавливание с помощью гладковальцевого катка массой 3-3,5 тонны. Расход щебня составляет 10-12 кг/м.
Пример.
2
Изготовлено дорожное покрытие для проезжей части моста с металлической ортотропной плитой. На металлическую ортотропную плиту нанесен грунтовочный слой с расходом 200-300 г/м. Перед нанесением буферного слоя поверхность грунтовочного слоя должна быть сухой и чистой. Буферный слой из полимерно - битумного вяжущего уложен толщиной слоя 3 мм при температуре 190°С. Гидроизолирующий слой выполнен толщиной слоя 20 мм из полимерно-битумной мастики. Компоненты полимерно-битумной мастики взяты в следующем соотношении: отсев дробления - 31%, песок речной - 37%, минеральный порошок - 32%. Полимерно-битумное вяжущее изготовлено на основе битума - 91% и полимера - 9%. Количество полимерно-битумного вяжущего составило 22,8% на 100% минеральных компонентов.
Защитный слой из асфальтобетонной смеси уложен толщиной слоя 40 мм. Асфальтобетонная смесь содержит минеральные и вяжущий компоненты. Минеральные компоненты взяты в следующем соотношении: щебень - 57%, минеральный порошок - 2%, отсев дробления - 41%. Вяжущий компонент в виде битума взят в количестве 4,5% на 100% минеральных компонентов.
Слой полимерно-битумной литой асфальтобетонной смеси выполнен толщиной 40 мм. В слое применены следующие компоненты: щебень с крупностью фракции 5-20 мм в количестве 44%, отсев дробления - 18%, песок речной - 12%, минеральный порошок - 26%. Полимерно-битумное вяжущее взято в количестве 14% на 100% минеральных компонентов.
2
В слое очерненного щебня, уложенном на гидроизолирующем слое, использован щебень фракции 5-10 мм, обработанный битумом. Расход щебня составил 7 кг/м.
2
В слое россыпи очерненного щебня применен щебень фракции 10-20 мм. При этом расход составил 10 кг/м.
Для очернения щебня и приготовления асфальтобетонной смеси защитного слоя применен битум БНД 60/90, в составе других слоев применен битум марки БНД 90/130, выпускаемые отечественными нефтеперерабатывающими заводами в соответствии с ГОСТ 22245-90. В составах применен полимер-стирол-бутадиен-стирольный блок-сополимер «Кратон Д - 1101 CM» фирмы Шелл, щебень кубовидный фракции 5-20 мм по ГОСТ 8269-87, минеральный порошок по ГОСТ Р 52129-2003, песок речной с модулем крупности 1,2 и отсев дробления по ГОСТ 8736-93.
Получено дорожное покрытие с высокой деформационной устойчивостью, трещиностойкостью, пластичностью и гидроизолирующей способностью, сохраняющее свои эксплуатационные свойства в диапазоне температур окружающей среды от -35°С до +50°С. Применение во всех слоях однородных битумсодержащих материалов обеспечивает надежное сцепление слоев между собой и их совместную работу, а технология укладки слоев обеспечивает бесшовность конструкции дорожного покрытия. Покрытие может применяться в любых климатических зонах при максимальных транспортных нагрузках.