Устройство гидроизоляции пролетных строений неразрывно связано с асфальтобетонной смесью, которая зачастую укладывается на гидроизоляционное покрытие. Неудовлетворительное состояние проезжей части моста является одной из причин разрушения бетона, находящегося ниже мостового полотна, и сокращения срока службы конструктивных элементов, а также коррозии металла плит проезжей части. Поэтому при строительстве мостов возникает проблема устройства качественной дорожной одежды (мостового полотна), но не по привычному дорожникам грунтовому основанию, а по плите проезжей части, которая имеет свои, отличные от обычного грунтового дорожного основания жесткостные характеристики.
Следствием является неправильное выполнение конструкции покрытия и гидроизоляции, проникание сквозь них нежелательной влаги, приводящей к коррозии и преждевременному разрушению плит проезжей части. Один из важнейших элементов мостового полотна, обеспечивающих потребительские свойства мостового сооружения, – дорожная одежда, от конструкции и качества выполнения которой зависят и долговечность мостового полотна, и удобство и безопасность движения по мосту.
Общие конструктивные требования к дорожной одежде мостового сооружения сводятся к следующему:
–обеспечению плавного и безопасного движения, выполнению защитных функций от атмосферных и других внешних воздействий;
–сохранению назначенных геометрических форм и размеров в течение всего срока службы моста;
–достаточной прочности и жесткости для восприятия всех видов нагрузок;
–максимально легкому весу;
–долговечности, равной сроку службы других элементов моста, легкой заменяемости во время ремонтов;
На сегодняшний день в отрасли три ключевых группы материалов, которые применяются для гидроизоляции пролетных строений: это самая распространенная известная «оклеечная» (направляемая) рулонная гидроизоляция, это битумно-полимерная напыляемая, которая в простонародье называется «жидкая резина», и третья группа материалов - чисто полимерные продукты, которые бывают различного способа нанесения: наливного типа, напыляемые, ручного нанесения.
Оклеечная гидроизоляция - традиционная и самая распространенная технология. Ее плюсы: стабильное качество материалов, поскольку это полностью готовый к применению продукт, и относительно низкая стоимость. Минусы - утрата компетенций специализированных бригад, высокая зависимость качества от влажности и шероховатости основания, наличие «слабых мест» в гидроизоляционном покрытии (различные примыкания, сопряжения, проходки).
Самая популярный вид битумно-полимерная напыляемая гидроизоляция. Смысл самой технологии в том, что материал полимеризуется непосредственно на покрытии, на основании и позволяет лучше и качественнее обойти какие-то неровности.
Положительные стороны такой гидроизоляции: надежная герметизация мест, сложных для рулонных материалов (примыкания, сопряжения); гарантированная адгезия по всей площади покрытия, поскольку материал наносится на покрытие в жидком виде; отсутствие человеческого фактора (нет риска, что человек что-то не догрел, неправильно расплавил и т.д.), а также наличие федерального сметного норматива на такие работы. К недостаткам можно отнести необходимость обучения звена из 2-3 человек и более высокая стоимость по сравнению с оклеечной гидроизоляцией.
Полимерная гидроизоляция, в которую входят несколько групп материалов: полиуретаны, полимочевина и метилметакрилат, каждый имеет свои положительные стороны. К плюсам полиуретанов можно отнести следующие факторы: не требуется сложное и дорогостоящее оборудование и предусмотрена система контроля соблюдения послойного нанесения. Минусы - высокая зависимость от импортных составляющих и курсовых разниц; сложность логистики и многослойное покрытие. Положительные стороны полимочевины - сверхвысокие характеристики получаемой мембраны (стойкость к агрессивным средам и механическому воздействию) и кратчайшие сроки полимеризации материала (20-40 секунд). Однако для укладки такого материала необходимы дорогостоящее оборудование, высокая квалификация персонала, а также высокие требования к работам по подготовке основания и материала.
При устройстве дорожной одежды были применены следующие инновационные решения: использование нового типа гидроизоляции «Полиуреа» и щебеночно-мастичного асфальтобетона ЩМА-20. Особенностями участка, на котором устраивалась дорожная одежда данного типа и которые были известны при проектировании дорожной одежды, являлись:
–большой уклон проезжей части, составляющий 60 промилле (или 6 %);
–большая интенсивность движения;
–действие значительных тормозных сил от автомобилей, двигающихся под уклон;
–наличие центробежных сил при расположении отдельных зон участка на кривых.
Слой плотного асфальтобетона на гидроизоляцию «Полиуреа» начали укладывать в конце августа 2009 года по правой стороне с ПК 121 с проливом подгрунтовки из битумной эмульсии. Но во время подачи асфальта происходил отрыв гидроизоляции от бетона, поэтому работы по укладке остановили. Через неделю приняли решение укладывать слой асфальтобетона на гидроизоляцию без подгрунтовки. Перед укладкой второго слоя из ЩМА долго решали, фрезеровать ли уже уложенный слой асфальтобетона, поэтому до укладки ЩМА прошел еще месяц. Окончательную укладку ЩМА проводили в конце сентября 2009 года, а сдачу – в декабре 2009 года. Однако оказалось, что в процессе эксплуатации дорожная одежда на эстакаде ПК 121–131 ведет себя не совсем так, как предполагалось в проекте. Первые повреждения на дорожной одежде стали появляться практически через год, в сентябре 2010 года, после жарких августовских дней. Асфальт стал сдвигаться по гидроизоляции, приводя к появлению разрывов раскрытием до 10 см. При обследовании проезжей части эстакады ПК 121–131, которое проводилось 1 сентября 2010 года, были выявлены следующие повреждения проезжей части:
–дугообразная трещина длиной 5 м с раскрытием до 10 см и наплыв по кромке проезжей части;
–локальные деформации проезжей части в виде наплывов и волн;
–дугообразная трещина длиной 1,5 м с раскрытием до 8 см и наплыв по кромке проезжей части.
Метод приклеивания, основанный на адгезии, обеспечивает восприятие покрытием главным образом вертикально действующих сил (например, при прогибе дорожной одежды под колесом автомобиля). Метод зацепления обеспечивает восприятие покрытием главным образом горизонтальных нагрузок, возникающих при торможении автомобилей или движении их на участках со значительными продольными уклонами.
Для мостовых дорожных покрытий, располагающихся на прочном основании в виде железобетонной плиты, такие критерии прочности, как величина упругого прогиба и т. п., не актуальны. Основные воздействия, которым подвергаются мостовые покрытия (наряду с износом колесами автомобилей), сдвиговые. Причем особенно велики сдвигающие усилия в слоях покрытия на глубине 4–7 см. В нижележащих слоях покрытия из-за распределяющей способности материала покрытия они снижаются в 2–2,5 раза и более.
Учитывая специфику работы мостового дорожного покрытия, считаем наиболее важным обеспечить в первую очередь сдвиговую прочность в зоне контакта между асфальтобетоном нижнего слоя и гидроизоляцией. Поскольку в силу особенностей химического состава наливной гидроизоляции «Полиуреа» адгезия битума и битумных материалов к ней низка, целесообразно обеспечивать восприятие сдвигающих напряжений путем зацепления шероховатой поверхности гидроизоляции со слоем асфальтобетона. Для создания шероховатой поверхности по свежеуложенному слою «Полиуреа» рассыпается зернистый материал (крупный песок или мелкий щебень) и закрепляется повторным распылением «Полиуреа».
Розлив битумной эмульсии или жидкого битума, являющийся обычной практикой дорожного строительства, в данном случае может привести к заполнению вяжущим впадин между выступами на поверхности гидроизоляции и ухудшить условия зацепления между слоями.
При устройстве гидроизоляции и дорожной одежды на мостах необходимо соблюдать технологию их укладки. Выполнение работ в дождливую погоду, непросушивание места работы после замачивания приводит к появлению подушек, вздутий и вызывает необходимость выполнения ремонтных работ. Следует учитывать, что влажность поверхности бетона и недостаточное качество его очистки оказали существенное влияние на адгезию мастики к поверхности бетона. На сцепление со слоем мастики оказало влияние и отсутствие дренажных труб, в связи с чем влага, содержащаяся в новом бетонном слое, не получила возможности выхода наружу, между слоем мастики и бетонной поверхностью образовались паровые подушки, что еще более усилило степень отслоения мастики от поверхности бетона.
В связи с нетехнологичностью составления компанентов защитно-сцепляющего слоя из производимых в России материалов на месте строительства в последние годы на ряде мостовых сооружений конструкция дорожной одежды была выполнена с использованием материалов, производимых зарубежными фирмами. К основным технологическим недостаткам следует отнести низкую квалификацию подрядных организаций и плохую их оснащенность для ведения таких столь тонких технологических работ, как устройство мостового полотна.
За рубежом, в развитых странах, устройство дорожной одежды (мостового полотна) осуществляют специализированные фирмы, имеющие для этого специальное оборудование и технику. Некоторые фирмы имеют более чем 30-летний опыт работы. В нашей же стране эти работы выполнялись силами той же строительно-монтажной компании, которая сооружала мост, и в силу их эпизодичности наработанный опыт быстро терялся. Работы по устройству мостового полотна должны выполняться специализированными фирмами, владеющими современной технологией работ по устройству мостового полотна.
В статье используются материалы из источников:
https://dorogniki.com/novosti/problema-ustrojstva-gidroizolyacii-i-dorozhnoj-odezhdy-na-proezzhej-chasti-mostovyx-sooruzhenij/
https://dorinfo.ru/99_detail.php?ELEMENT_ID=108490