Стыки новых дорожных покрытий обычно хорошо передают нагрузку, особенно если они имеют шпоночное соединение. Однако повторяющиеся большие нагрузки могут вызвать удлинение гнезд штифтов, что приводит к ослаблению штифтов и снижению эффективности передачи нагрузки. При снижении эффективности передачи нагрузки быстро нарастают многие виды разрушений, включая пучение, откол, разлом и растрескивание перекрытия. Восстановление передачи нагрузки используется для замедления дальнейшего ухудшения состояния бетонного покрытия путем уменьшения возможности возникновения деформаций и механизмов, описанных ранее.
Необходимость восстановления передачи нагрузки
Поперечные швы или трещины, которые могут способствовать улучшению передачи нагрузки, могут быть определены путем измерения эффективности существующей передачи нагрузки с помощью тяжелых неразрушающих приборов для испытания на прогиб, таких как дефлектометр падающего груза. Эти испытания должны проводиться в периоды более низких температур (менее 80 градусов по Фаренгейту (27 градусов по Цельсию)), когда швы и трещины перекрытия не плотно закрыты. Стыки или трещины с измеренной эффективностью передачи нагрузки (отношение прогиба на ненагруженной стороне стыка или трещины к прогибу нагруженной стороны) менее 50 процентов должны быть рассмотрены для восстановления передачи нагрузки. Измерения прогиба должны проводиться как можно ближе к стыку или трещине. Если используется датчик, измерения следует проводить в центре нагрузочной пластины и на расстоянии 12 дюймов (300 миллиметров) от стыка. Измерения, проведенные в центре плиты, должны быть скорректированы с учетом нормального изгиба плиты.
Дефлектометр падающего груза
Исправление недостатков
Перед установкой устройств для переноса нагрузки необходимо определить причину разрушения шва или трещины. Необходимо попытаться устранить эти недостатки до восстановления нагрузки. При сильном разрушении плиты может потребоваться замена части или всей плиты. Для успешной установки устройств, передающих нагрузку, необходим прочный бетон, прилегающий к шву или трещине. Если бетон вблизи шва или трещины значительно разрушен, вместо устройств для передачи нагрузки следует провести полномасштабный ремонт (с обеспечением передачи нагрузки). Дополнительные работы, которые должны быть выполнены до восстановления с передачей нагрузки, могут включать:
1. Уплотнение (необходимо при наличии потери опоры) для заполнения пустот в конструкции дорожного покрытия и восстановления плит покрытия.
2. Ремонт на всю глубину и по сколам для замены сильно разрушенных швов и плит с угловыми разрывами, трещинами “D” и т.д.
Методы восстановления передачи нагрузки
Для восстановления передачи нагрузки на существующие швы или трещины используются два метода: штифты и собственные устройства сдвига. Краткосрочный опыт показывает, что оба метода могут быть эффективными при передаче нагрузки через швы и трещины. Важными функциями устройств для передачи нагрузки в бетонных покрытиях являются помощь в поддержании выравнивания прилегающих плит и ограничение или уменьшение напряжений, возникающих в результате нагрузок на покрытие.
Дюбели. Для дорожных покрытий разной толщины следует устанавливать анкера разных размеров. Размеры дюбелей и расстояние между ними для строительных, сужающих и компенсационных швов приведены в таблице.
Если для дюбелей используется сверхпрочная труба, ее следует заполнить жесткой смесью песчано-асфальтового или портландцементного раствора или заглушить концы трубы. Если концы трубы заглушены, то заглушка должна помещаться внутри трубы и быть заподлицо с концом трубы, чтобы не было выступающего материала, который сцепляется с бетоном и препятствует свободному перемещению анкера. При использовании гладких стальных дюбелей пазы для дюбелей прорезаются пилами с алмазным диском. Для ускорения работы можно использовать многодисковые пилы. Пазы должны быть вырезаны таким образом, чтобы дюбели располагались горизонтально и перпендикулярно к трещине или шву и на средней глубине плиты. Для удаления бетона из пазов используются легкие отбойные молотки. Затем щель очищается пескоструйной обработкой или любым другим способом, который обеспечивает удаление всех остатков пилы, грязи или масла, которые могут препятствовать приклеиванию материала заплаты к поверхности щели. Каждый штифт помещается на опорный стул, чтобы материал заплаты мог окружить штифт. Один конец штифта смазывается маслом и окрашивается, а на конец надевается расширительный колпачок. Дюбели должны быть снабжены заполняющей доской или пенополистиролом в середине длины для предотвращения проникновения материала заплаты в шов или трещину и для формирования шва в пазу.
Требования к размерам дюбелей
Дорожное покрытие
Толщина
дюймов
(миллиметры)
Минимальная длина дюбеля
Длина
дюймы
(миллиметры)
Максимальная длина дюбеля
Расстояние между дюбелями
дюймы
(миллиметры)
Диаметр дюбеля
и тип
8 (200)
16 (400)
12 (300)
3/4-дюймовый (19-миллиметровый) пруток
8 – 11,5
(200 – 290)
16 (400)
12 (300)
1-дюймовый (25-миллиметровый) стержень
12-15,5
(300 -395)
20 (500)
15 (380)
1 – 1 1/4-дюймовый (25 – 32-миллиметровый) стержень
или 1-дюймовая (25-миллиметровая) сверхпрочная труба
труба
16-20,5
(400 – 520)
20 (500)
18 (450)
пруток от 1 до 1 1/2 дюйма (от 25 до 38 мм)
или от 1 до 2 1/2 дюйма (от 25 до 64 мм)
сверхпрочная труба
21-21,5
(530 – 550)
24 (600)
18 (450)
2-дюймовый (50-миллиметровый) пруток или 2-дюймовая
(50-миллиметровая) труба повышенной прочности
>26 (660)
30 (762)
18 (450)
3-дюймовый (75-миллиметровый) пруток или 3-дюймовая
(75-миллиметровая) труба повышенной прочности
Установка дюбелей
Формирование соединения в пазу
Собственное срезное устройство
Собственные сдвигающие устройства, такие как Double Vee Device и Plate Stud Connector, использовались и, как сообщается, были эффективны для передачи нагрузки через швы и трещины. Размещение фирменных срезных устройств должно осуществляться в соответствии с рекомендациями производителя. Ниже приведены общие рекомендации для устройства Double Vee: В максимально прохладную погоду проделайте керном отверстие диаметром 6 дюймов (152 мм) по центру стыка или трещины, при этом отверстие должно полностью проходить через всю глубину плиты. Боковые стенки керна должны быть рифлеными для создания механической блокировки. Затем боковые стенки отверстия обрабатываются пескоструйным аппаратом и очищаются щеткой, чтобы пыль не мешала сцеплению материала заплаты с существующей плитой. Стыки или трещины и дно отверстия должны быть полностью герметизированы, чтобы предотвратить потерю жидкой части полимербетона. Предварительно сжатое устройство Double Vee Device вставляется и правильно ориентируется по шву или трещине на глубину 1 дюйм (25 миллиметров) ниже поверхности плиты. В верхней части перекрытия над сдвиговым устройством должен быть предусмотрен резервуар для герметика швов.
Отверстие для керна центрировано над трещиной
Боковые стенки с желобками
Устройство двойного клина
Материал для ямочного ремонта
Полимерные бетоны и высокопрочный ПКК использовались в большинстве случаев на сегодняшний день. Материал заплат, используемый для устройств, передающих нагрузку, является наиболее важным фактором в работе, особенно для устройств сдвига. Необходимо обеспечить достаточное сцепление между устройством и материалом заплаты, а также между существующим бетоном и материалом заплаты. По этой причине необходимо провести тщательную лабораторную оценку любого материала заплат, используемого для устройств, передающих нагрузку. Основными факторами, которые необходимо оценить, являются: рабочее время, быстрый набор ранней прочности и усадка.
Размещение
После того, как участок заплаты будет должным образом очищен, необходимо нанести связующее вещество. Тип связующего вещества зависит от требований к развитию связи для открытия движения и типа используемого материала для ямочного ремонта. При использовании всех материалов для ямочного ремонта необходимо следовать рекомендациям производителя. Связующие вещества должны быть рекомендованы производителем для условий укладки. Материал заплаты должен быть уложен и уплотнен для устранения практически всех пустот на стыке заплаты и существующего бетона, а также на устройстве передачи нагрузки и заплате.
Очищенная область заплаты
Читайте далее:- Частичный глубинный ремонт бетонных покрытий.
- Виды разрушений в гибких дорожных покрытиях, их причины и методы ремонта.
- Какие существуют методы ремонта трещин в бетоне?.
- Наплавка бетона – ремонт бетонного пола или поверхности тротуара.
- Концепция проектирования высотных зданий из железобетона.
- Испытание бетонных кернов на прочность – отбор образцов и процедура.
- Оценка прочности бетонных конструкций с помощью испытания физической нагрузкой.