Концепция восстановления транспортно-эксплуатационных показателей цементобетонных покрытий автомобильных дорог, которая заключается в профилактике и предупреждении возникновения деформаций и разрушений покрытий, своевременном выявлении мест и причин возможных деформаций и разрушений, а главное в устранении их на ранней стадии развития, предотвратив тем самым необходимость выполнения капитальных и больших объемов ремонтных работ. Определены также основные требования к качеству отремонтированных покрытий.

Возрастающим темпам движения, особенно на грузонапряженных магистралях, как показывает отечественный и мировой опыт, в наибольшей степени отвечают цементобетонные покрытия. Их преимуществами по сравнению с покрытиями, построенными с применением органических вяжущих, являются стабильные транспортно-эксплуатационные показатели и высокая долговечность.

У российских дорожников годами складывалось представление о том, что цементобетонные покрытия не нуждаются в текущем ремонте и поддержании их транспортно-эксплуатационного состояния. В отечественной научной и учебной литературе утверждалось, что одним из преимуществ цементобетонных покрытий перед асфальтобетонными является значительно низкие затраты на эксплуатационное содержание и ремонт. Как показала практика - это ошибочное мнение.

К ремонту покрытий дорожные службы часто приступают в тот момент, когда уже накопилось значительное количество дефектов и резко снизилось их эксплуатационное состояние. В этом случае в десятки раз увеличивается стоимость ремонта, возрастает сложность выполнения работ.

На дорогах России до последнего времени применяли традиционную технологию ремонта деформационных швов, трещин и сколов кромок плит с использованием резинобитумных мастик. Известно, что такой ремонт, как правило, недолговечен.

За последние годы произошли существенные изменения в самом подходе к ремонту цементобетонных покрытий, созданы эффективные ремонтные и герметизирующие материалы, разработаны прогрессивные технологии с применением современных машин, механизмов и инструментов, значительно увеличились возможности использования зарубежного опыта в этой области.

Проведение ремонтных работ цементно-бетонных дорог осуществляется в следующей последовательности:

Рекомендуется следующая очерёдность проведения ремонтных работ:

устройство швов расширения (компенсационных швов);

разделка, очистка, восстановление геометрии деформационных швов и их герметизация;

консервация трещин;

замена разрушенных участков плит на всю толщину;

выравнивание поверхности покрытия;

устранение сколов кромок плит и выбоин;

устранение разрушения поверхности бетона;

устранение усадочных трещин;

укрепление поверхности бетона специальными гидрофобизирующими составами.

Восстановление герметизации деформационных швов включает в себя следующие операции: очистка шва от старой мастики, разделка шва нарезчиком швов, очистка шва металлическими щётками, продувка сжатым воздухом, просушивание горячим воздухом при влажном бетоне, запрессовка уплотнительного шнура, обработка стенок шва огрунтовочным составом, герметизация. Консервацию трещин шириной до 40 мм, когда кромки трещины не обрушены, осуществляют практически по той же технологии, что и герметизацию деформационных швов. До начала консервации трещины разделывают распиливанием пальчиковой фрезой на глубину 30 мм и тщательно очищают от каменной мелочи, пыли, грязи и других посторонних предметов, препятствующих хорошему сцеплению герметизирующих материалов с бетоном. Трещину продувают сжатым воздухом, а при влажном бетоне горячим воздухом, засыпают резиновую крошку или запрессовывают уплотнительный шнур, обрабатывают стенки трещины огрунтовочным составом и герметизируют. В случае когда кромки трещины значительно разрушены, выполняют ремонт с применением специальных материалов по типу ремонта сколов.

При устранении сколов кромок плит выполняют оконтуривание дефектных мест с помощью нарезчика швов с алмазными дисками. Удаляют разрушенный бетон пневмоинструментом с малой энергией удара (специальным перфоратором, игольчатым пистолетом) и тщательно очищают место ремонта металлическими щётками.

В случае устранения сколов кромок швов и трещин в шов (трещину) устанавливают гибкую опалубку. Затем осуществляют грунтовку поверхности, заполнение повреждённого участка ремонтным материалом и уход за поверхностью, если ремонтный материал приготовлен на основе минерального вяжущего. После затвердевания ремонтного материала удаляют мягкую опалубку.

При замене разрушенных участков плит производят выпиливание по контуру на полную толщину заменяемой плиты и разрезание ее на сегменты. Важным элементом этой технологии является подъем выпиленных участков плит, подлежащих замене. Для этого используют специальные цанговые захваты, которые устанавливают в скважинах, выбуренных в покрытии. Это позволяет удалять разрушенные участки плит без повреждения кромок соседних участков покрытия. Затем устраивают скользящую прослойку между слоем основания и вновь устраиваемого покрытия. Для обеспечения совместной работы ранее уложенных и новых плит покрытия устанавливают арматурные каркасы и штыри. Укладку бетонной смеси производят с использованием средств малой механизации, позволяющих обеспечить получение покрытия необходимой ровности и заданного уклона.

На автомобильных дорогах с бетонным покрытием часто встречаются просадки отдельных плит, особенно если в деформационных швах не были предусмотрены стыковые соединения. Для проведения работ по подъему просевших плит в каждой плите просверливают от 6 до 8 отверстий диаметром от 35 до 50 мм, располагаемые равномерно по всей поверхности плиты. В отверстия вводят штуцеры и фиксируют в них. Под воздействием воздуха, подаваемого под давлением, бетонная плита отрывается от основания. Затем под плиту вводится путём впрыска специальный быстродействующий раствор, и пустоты заполняются под давлением. Осевшие плиты поднимают на требуемый уровень. Буровые отверстия в верхней части бетонной плиты очищают и заполняют специальным составом. Движение по отремонтированному участку возможно уже через 4 часа после завершения работы.

Другим способом устранения неровностей на покрытии является его фрезерование. Для этой цели применяют специальные мощные машины, рабочий орган которых - вал с набором алмазных дисков общей шириной 0,6-1,5 м. Алмазные диски срезают неровности без разрушения микроструктуры остающегося бетона.

Данная технология служит не только для устранения неровностей покрытия, но и связана также с повышением степени безопасности движения в результате увеличения сцепления колёс с бетонным покрытием. Нарезка бороздок для увеличения сцепных качеств цементобетонных покрытий осуществляется канавками размером 66 мм с расстоянием между соседними бороздками в 50 мм.

Шелушение бетона - наиболее характерный вид разрушений жёстких покрытий. Анализ способов ремонта поверхностного слоя бетонных покрытий с использованием асфальтобетонных и обычных цементобетонных смесей, смесей на жидком стекле, а также мелкозернистого торкретбетона показал, что они недостаточно эффективны. Так, применение смесей на жидком стекле характеризуется сложностью технологии ремонта, высокой стоимостью и повышенным уровнем опасности выполнения работ.

Использование обычных бетонных смесей и мелкозернистого торкретбетона не обеспечивает необходимой долговечности ремонтного слоя, требует достаточно длительного закрытия движения на ремонтируемых участках.

Тонкий слой асфальтобетона наименее долговечен при ремонте поверхности жёстких покрытий. При этом резко ухудшается внешний вид цементобетонного покрытия. Использование мастик для устранения шелушения бетона создает иллюзию благополучного состояния покрытия. Концентрация влаги на контакте слоев мастики и бетона ускоряет процесс разрушения поверхности бетона при его замерзании.

При глубине шелушения до 10 мм возможно предварительное выравнивание поверхности покрытия путём его фрезерования, а затем укрепление бетона гидрофобизирующим составом с помощью пропитки [16]. При глубине шелушения более 10 мм одна из возможных технологий ремонта заключается в том, что повреждённая поверхность сначала очищается от разрушенного бетона, обрабатывается специальным грунтовочным составом и затем ремонтируется с помощью быстротвердеющего высокопрочного армированного бетона серии «Етасо».

В настоящее время в России имеется все необходимое для того, чтобы реально уйти от сложившейся и не совсем удачной практики перекрытия цементобетонных покрытий слоями асфальтобетона, не использовав при этом весь ресурс бетона, как высокопрочного и долговечного дорожно-строительного материала.

Внедрение современных способов ремонта позволит значительно продлить срок службы цементобетонных покрытий и повысить эффективность их эксплуатации на дорогах России с тяжелым и интенсивным движением.

В статье используются материалы из следующих источников:

https://studfile.net/preview/4085121/page:92/

https://files.stroyinf.ru/Data1/53/53126/index.htm