2.16. Строительство сборных покрытий

2.16.1. Применение сборных железобетонных покрытий. Конструкции сборных железобетонных плит

Целесообразность применения сборных покрытий в конструкции дорог и аэродромов по сравнению с другими видами покрытий обуславливается их технологическими преимуществами:

• Относительно простой технологией строительства, не требующей специальных машин и оборудования и исклю­ чающей такие трудоемкие операции, как укладка и уход за свежеуложенным бетоном, возможность полной механиза­ ции и снижение трудоемкости работ.

• Высоким качеством покрытий, получаемым за счет изготовления плит в условиях хорошо налаженной завод­ ской технологии, круглогодичным изготовлением бетонных и железобетонных плит и заблаговременным созданием за­ пасов их по всей трассе строительства.

• Круглогодичнойстью строительства покрытий (тех­ нология устройства покрытий зимой при заранее подготов­ ленном основании практически не отличается от устройства покрытий летом).

• Сокращением сроков ремонта покрытия.

• Вводом покрытия в эксплуатацию сразу после его возведения.

• Неограниченной дальностью транспортирования изделий, что недопустимо для бетонной смеси при строи­ тельстве монолитных дорог; широкой возможностью круг-

296

логодовой работы и равномерной загрузкой рабочей силы и транспорта в течение всего года.

• Облегчением производства работ в местах, где за­ труднено устройство объездов (в населенных пунктах, на узких дамбах и т. д.).

• Возможностью повторного применения конструкций сборных покрытий, что обеспечивает высокую эффектив­ ность при строительстве и эксплуатации временных до­ рог.

• Отсутствием технологических ограничений во вре­ мени использования готовых плит и дальности их пере­ возок.

Укладка сборных бетонных и железобетонных плит в дорожное покрытие в зимнее время (при готовом земля­ном полотне и основании) почти не отличается от работы в летнее время. Это большое преимущество перед моно­литными покрытиями, при сооружении которых в зимнее время приходится предусматривать дополнительные меры: добавку разных солей, подогрев компонентов бетонной смеси, укрытие и обогрев ее в процессе твердения, а также в период перевозки и после укладки.

В то же время сборные дорожные покрытия из бетонных и железобетонных плит обладают рядом недостатков:

• пока еще нет рациональной конструкции дорожной плиты, не решен вопрос о связи плит с основанием, труд­ ность укладки плит с обеспечением ровности покрытия и равномерного опирания нижней плоскости на основание;

• конструкции применяемых стыков не обеспечивают полностью передачи нагрузки от плиты к плите;

• имеется большое количество швов, выходящих на поверхность покрытия;

• недостаточно разработаны методы и технология укладки плит;

• довольно высока себестоимость сборных покрытий, которая в ряде случаев оказывается больше, чем монолит­ ных.

Несмотря на эти недостатки, сборные покрытия явля­ются прогрессивными конструкциями. Выгодность приме-

297

нения сборных покрытий, выбор их типов и конструкций в каждом конкретном случае должны быть обоснованы технико-экономическими расчетами с учетом климатиче­ских и грунтовых условий, наличия материалов и производ­ственной базы для изготовления плит, способов их транс­портирования, а также характера движения по дороге.

Сборные железобетонные покрытия относятся к дорож­ным одеждам жесткого типа. Их рекомендуется применять на скоростных дорогах и магистралях, на дорогах и улицах промышленных и складских районов, на участках, где ведет­ся строительство промышленных и гражданских объектов, в карьерах при наличии особо тяжелого движения.

Сборные покрытия применяются также при ускоренном строительстве магистралей и недостатке асфальтобетона.

Плиты для покрытий дорог и аэродромов отличаются формой, характером опирания на основание и соединения­ми между собой при устройстве полотна покрытия.

По форме плиты могут быть шестиугольными, квадрат­ными, прямоугольными и трапецеидальными.

По характеру опирания на основание дорожные плиты подразделяются:

• на гладкие со сплошным опиранием на основание плоской поверхностью;

• с краевыми бортиками, опирающимися на осно­ вание всей поверхностью, и бортиками, врезающимися в основание на полную высоту;

• на кессонные и ребристые, опирающиеся на основа­ ние ребристой поверхностью;

• на мелкоребристые;

• на решетчатые, опирающиеся на основание не только нижней поверхностью элементов решетки, но и, при запол­ нении плит плотным материалом, наклоненными боковыми гранями отверстий;

• на плиты, дополнительно опирающиеся краями или углами на подкладки в основании.

По виду примыкания сборные элементы могут быть разделены на укладываемые со свободным стыком, обе­спечивающим их независимую работу, и на соединяемые упруго-податливым или жестким стыком.

298

ГНС. It/. I UriOl ШСЫПиусиЛОПиьл lUiLiin

Шестиугольные плиты изготовляют малыми и боль­шими.

Малые плиты (а) представляют собой шестиугольник со стороной 30 и толщиной 15 см. Армируют их металлически-м и тяжами, которые проходят через центр и заканчиваются на периферии петлями, куда вставляют штырь или болт для соединения со смежными плитами.

Малые плиты имеют ряд существенных недостат­ков, что ограничило их применение. К этим недостат­кам следует отнести значительную ширину швов (5— 10 мм), что увеличивает проникновение влаги в основа­ние, недостаточную надежность передачи нагрузки от одной плиты к другой, а также трудность механизации их укладки.

Большие плиты. В настоящее время предложено не­сколько конструкций шестиугольных больших плит.

Шестиугольная плита представляет собой шестиуголь-ник (б) с круглой овальной выемкой в нижней части. Такая плита работает как купол. Для восприятия возникающего при этом распора плиту армируют напряженной арматурой. Конструктивные особенности данной плиты позволяют уменьшить расход бетона и несколько улучшить устойчи­вость против сдвигов.

Недостатком этих плит является трудность обеспече­ния совместной работы их с основанием; в результате цен­тральная часть плиты испытывает при нагрузке большие напряжения, чем ее края, и требует усиления армирования в центре плиты.

299

Шестиуголь­ная ребристая плита конструкции Харь­ковского автомо­бильного дорожного института (в) име­ет треугольные ре­бра по диагоналям и борта по периметру, которые увеличива­ют контакт плиты с основанием. Вы­ступы по периметру служат для передачи нагрузки на сосед-

ние плиты. Такие плиты армируют стальными прутьями с предварительным напряжением. Треугольные ребра и борта улучшают работу плиты под нагрузкой и этим позволяют значительно сократить расход стали и бетона.

Квадратные плиты более распространены, чем шести­угольные. Покрытие из них не требует полуплит, что ведет к уменьшению швов, они удобнее в изготовлении, транс­портировании и монтаже.

В зависимости от назначения и расчетной нагрузки раз­работаны следующие типы квадратных плит (табл. 5).

Все плиты, за исключением 150 х 150 х 18, предназначе­ны для тяжелых условий работы: интенсивного движения, переувлажненного основания. Такие плиты годны и для работы в облегченных условиях, характерных для степной зоны и городов.

Для построечных (временных) дорог, рассчитанных на тяжелые нагрузки, разработан ряд конструкций квадрат­ных плит. Плита имеет по периметру трапецеидальные бортики, которые увеличивают прочность краев и углов и обеспечивают устойчивое опирание плиты. На вертикаль­ных гранях предусмотрены треугольные желобки для соеди­нения плит путем забивки сосновых или дубовых брусьев или заполнения шва цементным раствором. Плиту арми-

300

руют двойной сеткой из круглой стали; бетон для плиты применяется марки 300.

Квадратные пли­ты разработаны в двух вариантах: основном и облегченном. Оба вари­анта имеют одинаковые размеры — 200 х 200 х 17 см, одинаковый вес — 1,7 тс, но отличаются армированием.

Квадратная пли­та конструкции ХАДИ размером 150 х 150 х 15 см имеет по периметру бортик, который обра­зует зазор между плитой

и основанием. В центральной части расположено круг­лое отверстие, в которое нагнетается цементный раствор. В целях предотвращения образования воздушных подушек под плитой по краям сделаны четыре отверстия. Плита за­проектирована для укладки на грунт, укрепленный цемен­том. Плотное крепление к основанию улучшает условия работы плиты и позволяет значительно сократить расход арматуры.

Прямоугольные плиты. К прямоугольным относят плиты с отношением сторон от 1:1,5 до 1:2,5. Они редко применя­ются при строительстве магистральных и городских дорог. Например, на участке дороги Ростов - Минеральные Воды применены плиты размером 300 х 175 х 18 см со скошенными углами, армированные двойной сеткой и стержнями. После укладки плиты омоноличивали в углах цементным раство­ром. Конструкция плит оказалась слабой для интенсивного автомобильного движения.

Более широкое распространение получили прямоуголь­ные решетчатые плиты на временных дорогах. Особенностя­ми этих плит являются сквозные отверстия, сужающиеся

302

кверху и обеспечивающие устойчивость плиты против сдвига в горизонтальном направлении. Отверстия умень­шают также расход бетона. Сосредоточение арматуры между пустотами позволяет несколько уменьшить и ее расход.

В табл. 6 приведены некоторые технические показатели решетчатых плит.

Для устройства защитных (предупреждающих) полос вдоль края бетонного покрытия служат прямоугольные риф­леные плиты. В плане плита имеет прямоугольную форму размером 0,8 х 1,20 м при толщине 16—18 см. Армируют их сеткой из стальной проволоки диаметром 6 мм, располо­женной в нижней части. Низ плиты имеет ровную гладкую поверхность, а верх — рифление в виде круглых лунок, кото­рые расположены по ширине плиты с небольшим уклоном для стока воды.

Для соединения с бетонным покрытием дороги на боль­шей стороне плиты устраивают выемку прямоугольного сечения, а на торцах для стыкования плит с одной сторо­ны — паз, с другой — выступ.

303

Плиты изготовля­ют из бетона М300. Вес плиты — 0,50 тс.

Трапецеидальные плиты применяют в некоторых случаях на кривых малых радиусов для временных дорог. Размер плиты в плане 150 х 58 х 310 см отвечает закруглению радиусом 12 м.

Плита армирована каркасом из Ст. 3 стерж­нями диаметром 6 мм. Вес плиты — 1,13 тс.

Применяют иногда и более длинные плиты с соотношением сторон более 1:2,5, но они име­ют больший периметр

по сравнению с равновеликими плитами другой формы, поэтому длина швов в покрытии будет наибольшей, что является их недостатком.

Преимущество длинных плит — удобство изготовле­ния, монтажа и транспортирования.

Сборные покрытия разделяются на сплошные и колей­ные сборно-разборные. Последние устраивают на времен­ных дорогах. Применяются они в зависимости от ширины проезжей части дороги, которая регламентируется катего­рией дороги. Плиты большого и среднего размеров — на дорогах высших, а малого размера — на дорогах низших категорий.

На боковых поперечных гранях плит предусматривают стыковые соединения, конструкция которых зависит от ве­личины колесной нагрузки, вида основания и конструкции формы или опалубки.

305