Эксплуатационные характеристики сталефибробетонных конструкций для дорожного строительства
К конструкциям дорожных одежд, элементов мостов, водоотводных притрассовых лотков и т.д., работающих в условиях континентального климата, помимо прочности и деформативности, предъявляются повышенные требования атмосферной стойкости, морозостойкости, коррозионной стойкости. Таким требованиям отвечает композиционный материал - сталефибробетон (СФБ). Как и другие композиционные материалы, при соблюдении необходимых правил при формировании его структуры он обладает свойствами, значительно превосходящими сумму свойств входящих в него компонентов. Экспериментальную проверку атмосферной стойкости СФБ в условиях континентального климата осуществляли от 28 суток до 48 месяцев. В естественных условиях испытывали воздействие положительных и отрицательных температур, ветра, дождя, снега, солнечной радиации. Результаты прочностных испытаний, а также тщательный внешний осмотр образцов подтвердили справедливость предположения о высокой атмосферной стойкости СФБ в условиях континентального климата [9]. Коррозии фибр внутри образцов обнаружено не было. Полученные результаты хорошо сопоставимы с данными, полученными другими исследователями. Все изложенное выше послужило основанием для разработки конструкций дорожных одежд с применением СФБ для автодорожного строительства. С целью проведения производственны испытаний были возведены опытные участки СФБ основания и покрытия автодороги жесткого типа второй технической категории. При устройстве экспериментального основания в 1981г. СФБ смесь готовили на полевой установке для получения цементобетонной смеси. Подготовка земляного полотна и устройство СФБ основания осуществлялись вручную. После первого года эксплуатации на поверхности СФБ основания появились трещины длиной до 1,5м и шириной раскрытия до 6мм. Подобные же трещины и другие дефекты образовались и на типовом бетонном основании, расположенном рядом. Для экспериментальной оценки СФБ, работавшего в основании дороги, отбирали керны из самых поврежденных зон опытного участка. Следует отметить, что керны из бетонного основания разрушались в процессе их отбора. Осмотр показал, что фактическая толщина СФБ основания составляет 6см вместо 10см по расчету, В результате недоуплотнения земляного полотна схема работы СФБ основания представляла собой самонесущий свод, в то время как по проекту основание должно работать как плита на упругом основании. Однако испытания СФБ образцов, полученных из кернов, имеющих трещину, показали их проектную прочность. Образцы СФБ без трещин имели прочность на растяжение при изгибе на 30% выше проектной. В течение 1 месяца после заделки отверстий от кернов трещины закрылись, состояние СФБ основания стабилизировалось. Анализируя опыт устройства и эксплуатация СФБ основания автодороги, можно отметить, что в критических условиях недоуплотнения земляногополотна оно работает более надежно, чем типовое. В 1982г. был возведен опытный СФБ участок покрытия автодороги. Расчетная толщина сечения покрытия составила 12см против 20см типового варианта. СФБ смесь готовили на притрассовом ЦБЗ, оборудованном смесителем СБ-75 непрерывного действия принудительного перемешивания. Покрытие укладывали с помощью типового комплекса бетоноукладочных машин (БУМ). При обеспечении хорошего качества работ снижения производительности комплекса или ужесточения работы механизмов не было отмечено. Наблюдения за состоянием покрытия проводились с момента укладки по 1986г ежегодно, а затем в 1990, 1996, 1998 годах. В течение всего времени эксплуатации отмечалось стабильное состояние СФБ покрытия, не требующее ремонтов и восстановления. Осмотр экспериментального участка покрытия через 18 лет эксплуатации показал, что видимых трещин или других дефектов на поверхности покрытия не обнаружено, в то время как соседние участки их имели в значительном количестве. По результатам осмотра можно констатировать высокую стабильность и долговечность СФБ покрытия. На основании анализа выполненных работ можно сделать следующие выводы: • применение сталефибробетона в основании и покрытии автодорог второй технической категории весьма эффективно и обеспечивает их надежность и долговечность • опытное строительство СФБ покрытия с помощью типового комплекса бетоноукладочных машин (БУМ) показало возможность и целесообразность его использования при возведении подобной дорожной одежды • полученный положительный результат применения СФБ в конструкциях дорожных одежд свидетельствует о возможности и целесообразности его дальнейшего применения при возведении автодорог с высокой интенсивностью движения (первой и второй технических категорий) [9]. Применение строительного композита - сталефибробетона для укрепления притрассовых водоотводных канав позволяет значительно повысить долговечность конструкции, снизить ее материалоемкость, и, как следствие, ее массу, сократив при этом трудоемкость производства работ. В качестве прототипа при разработке сталефибробетонного притрассового водоотводного лотка был взят железобетонный лоток-полутруба. Конструкция элемента лотка была принята в виде усеченного полого полуконуса длиной 1050мм, с переменной толщиной стенок - от 30мм в опасном сечении (низ лотка) до 20мм в верхней части. Для производства тонкостенных элементов СФБ лотков весьма рационален метод погиба свежеотформованной заготовки. Для этих целей была разработана специальная формовочная установка. Распалубка, транспортировка и монтаж СФБ элемента может осуществляться с помощью самозажимных захватов и эксцентриковых грузозахватных устройств. Разработанная конструкция лотка прошла экспериментальную проверку в лабораторных и натурных условиях, результаты которой показали следующее: • разработанный СФБ лоток обладает равной прочностью с типовым железобетонным, при этой его масса более чем в 2 раза меньше массы типового, трудоемкость изготовления снизилась на 36%, металлоемкость бортоснастки сократилась в 3 раза, себестоимость составила 81% по сравнению с типовым; • при высоких технико-экономических показателях СФБ лоток обладает повышенными надежностью и долговечностью. Осмотр образца, отобранного из стенки эксплуатируемого СФБ элемента лотка, показал, что при наличии поверхностной коррозии фибр внутри сечения она не наблюдается. Наблюдения за состоянием СФБ лотка на протяжении 15 лет эксплуатации показали его высокую коррозионную стойкость и общую стабильность работы. В 1983г. был разработан и уложен на мосту через реку Повалиха СФБ вариант покрытия его проезжей части. При этом взамен типовой конструкции (общей толщиной 0,2м) было принято два слоя - сталефибробетон и гидроизоляция (общей толщиной 0,1м). Такое решение позволило снизить трудоемкость производства работ на 15,5 %, материалоемкость на 48%, себестоимость на 21% при обеспечении заданной долговечности, которая определяется повышенными водонепроницаемостью, морозостойкостью и износостойкостью. Устройство СФБ покрытия было выполнено с использованием типового оборудования, а смесь на место укладки доставляли автосамосвалами [9]. Эксплуатация СФБ покрытий проезжей части моста в условиях сельской местности в течение 17 лет (при пропуске гусеничного транспорта) позволила выявить факторы, не учтенные при подготовке и проведении натурного эксперимента, и в основном подтвердили правильность выбранных предпосылок.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|