Восстановление асфальтобетонных, бетонных и железобетонных сборных и монолитных капитальных покрытий постоянных аэродромов, дорог и площадок

Состав и последовательность работ. Порядок и объем работ при восстановлении покрытий во многом зависят от характера их разрушения. Разрушение покрытия может произойти в результате бомбометания с воздуха, подрыва заглубленных фугасов и авиабомб, подрыва накладных обычных или кумулятивных зарядов, образования камуфлетных полостей под покрытием и т. д. По сообщению иностранной печати, во время войны Израиля против арабских стран в 1967 г. и войны во Вьетнаме чаще всего для разрушения бетонных покрытий дорог и аэродромов применялись бетонобойные бомбы весом около 200 кгс и обычные ФАБ весом около 350 кгс, которые образовывали воронки диаметром от 3,5 до 8 м и глубиной от 1,5 до 4 м. В результате подрывания либо полностью разрушается капитальное аэродромное или дорожное покрытие и его куски выбрасываются за пределы воронок, либо происходит взаимное смещение элементов покрытия по краям воронок и на нем образуются трещины. Характер повреждения плит зависит от веса заряда и места взрыва относительно швов покрытия. При образовании открытых воронок в результате подрывания заглубленных зарядов или взрыва заглубленных авиабомб, реактивных и обычных снарядов ярко выраженного вала вокруг воронки не создается; грунт вместе с обломками плит ложится неравномерным, сравнительно тонким слоем. В среднем до 25% грунта располагается на расстоянии до 15 м от воронки. Разброс кусков разрушенного взрывом покрытия тем больше, чем больше вес заряда. Крупные куски покрытия падают ближе к воронке. Обычно до 70% кусков выброшенного покрытия находится на удалении до 15 м от краев воронки, а остальные вместе с комьями грунта разлетаются на значительное расстояние (80—100 м). При взрывах на большой глубине до 30—50% кусков покрытия оказывается в воронке. После взрыва камуфлета покрытие вспучивается, а в заболоченной местности и на песчаных грунтах оно обычно опускается. Часть покрытия, прилегающая непосредственно к открытым воронкам, в большинстве случаев вспучивается на высоту 0,3—0,8 м; на ближайших к бровкам воронок плитах покрытия образуются трещины, ширина которых вблизи воронок достигает 3—6 см, а за пределами зоны вспучивания покрытие обычно покрывается сквозными волосяными трещинами. Трещинообразование зависит от веса зарядов, конфигурации элементов покрытия, их размеров и конструкции швов. Чём больше швов и чем меньше размер плит, тем меньше трещин. При подрыве накладных зарядов части разрушенного покрытия остаются в основном в пределах воронки. При этом не образуется вал выброшенного грунта и, как правило, не наблюдается подъема и опускания покрытия вблизи воронки. Практика восстановительных работ и результаты исследований показали, что в зависимости от местоположения центра взрыва (ближе к центру плиты или к точке пересечения швов между плитами), а также от размера плит и веса заряда площадь покрытия, подлежащего восстановлению, больше площади покрытия, уничтоженного при взрыве, в среднем в 1,5—3,5 раза. С точки зрения производства восстановительных работ наименее рациональными являются покрытия из плит крупного размера в плане, так как они получают повреждения на большей площади, чем плиты малого размера. Общая площадь подлежащего восстановлению бетонного покрытия в зависимости от его конструкции и вида восстановления может быть определена по графику, приведенному на рис. V.5. Работы по восстановлению разрушенных покрытий ведутся в таком порядке: удаляют смещенные и деформированные покрытия; ликвидируют воронку и восстанавливают водоотводные и другие инженерные сети в пределах воронки; восстанавливают искусственные основания под покрытия, покрытия и боковые отмостки. При капитальном восстановлении покрытия дорог и постоянных аэродромов должны восстанавливаться путем устройства аналогичных равнопрочных покрытий. В некоторых случаях допускается применение покрытий других типов. В частности, при капитальном восстановлении бетонных и железобетонных покрытий могут быть использованы монолитные бетонные и железобетонные покрытия, сборные железобетонные и бетонные плиты и блоки, асфальтобетонные покрытия. Выбор способа капитального восстановления покрытий зависит от материала и главным образом от наличия времени. Перед капитальным восстановлением покрытия производятся полный ремонт и восстановление разрушенной водосточной сети и дренажа под дорогой или полосой. При временном восстановлении постоянных дорог и аэродромов могут использоваться упрощенные нежесткие покрытия, а также металлические и другие сборно-разборные покрытия. Временное восстановление разрушенных покрытий в отличие от капитального производят исходя из того, что не все деформированное покрытие подлежит удалению. Часть покрытия, вертикальная деформация которого не превышает пределов, указанных в табл. 10, может быть оставлена. При временном восстановлении подлежащие уборке куски деформированного покрытия для ускорения работ могут сбрасываться непосредственно в воронку и использоваться при ее заделке наравне с другими местными камневидными материалами. Крупноразмерные куски бетона дополнительно дробят автобетоноломом или с помощью взрывчатых веществ. При образовании камуфлетных полостей, когда покрытие вспучивается и зависает над подземной воронкой, обязательно должны быть удалены все плиты в зоне зависания, а также плиты, сползающие в воронку. Вспученные асфальтированные покрытия дополнительно дробят прицепными рыхлителями или рыхлительными зубьями, установленными на отвале бульдозера. Одновременно с удалением деформированных и смещенных частей покрытия собирают и удаляют разбросанные взрывом куски на остальной части дороги или летного поля. Капитальное восстановление бетонных и железобетонных покрытий дорог, площадок и аэродромов производится различными способами в зависимости: — от заданных сроков восстановления сооружения; — площади разрушенного покрытия над образовавшейся воронкой (от взрыва бетонобойной бомбы или обычной ФАБ); — конструкции плит покрытия (обычное монолитное, двухслойное, утолщенное, сборное в виде дорожных плит типа ПД-18 или аэродромных плит типа ПАГ-14); — наличия запасных сборных конструкций и восстановительных материалов. При ограниченном сроке восстановительных работ в боевых условиях и отсутствии времени на формирование бетона (когда на ликвидацию повреждений на дороге или аэродроме отводится время, измеряемое часами) наиболее рациональным способом восстановления покрытия является укладка на разрушенных участках заранее заготовленных и хранящихся в качестве запаса сборных бетонных дорожных и аэродромных плит или укладка плит, перенесенных со второстепенных участков сооружения (съездов с дорог, МС и РД аэродромов и т. п.). Плиты, переносимые со второстепенных участков, должны быть заранее замаркированы. Этот способ восстановления покрытий наиболее целесообразен при восстановлении сборных покрытий, так как обеспечивается полная взаимозаменяемость разрушенных и переносимых плит. Дорога или аэродром в этом случае могут быть открыты для эксплуатации непосредственно после укладки плит, тогда как при бетонировании на месте требуется около семи дней на формирование бетона. При восстановлении монолитных и сборных покрытий, конструкция и размеры плит которых отличаются от имеющихся в запасе, возникают затруднения из-за несовпадения швов и необходимости заделывать образующиеся промежутки цементным раствором, бетоном, асфальтобетоном. Применение даже быстротвердеющих цементов требует на формирование бетона на соединительных вставках не менее трех-четырех суток. С точки зрения сроков производства работ наиболее целесообразно использовать для заливки мест сопряжений сохранившегося покрытия с вновь уложенными плитами асфальтобетон или делать па вставках щебеночное покрытие с пропиткой его разогретым черным вяжущим. Эти же вяжущие могут быть применены и при восстановлении небольших по площади разрушений покрытия, например от бетонобойных бомб. В целях ускорения производства восстановительных работ при устройстве переходных вставок и ликвидации разрушений над небольшими воронками в качестве вяжущего могут служить и другие материалы, обеспечивающие более быстрые сроки формирования покрытий, в частности, для их временного восстановления может применяться техническая сера, которая, будучи разогретой до 115° С и смешанной со щебеночным заполнителем, мгновенно застывает и образует бетон из смеси серы с заполнителем, или серобетон. Этот материал в строительной практике известен давно и с успехом применялся для заделки костылей, дюбелей, анкеров в каменные стены при необходимости обеспечения быстрого набора прочности. По зарубежным данным, серобетон используется при восстановлении бетонных покрытий дорог, аэродромов, бетонных полов в сооружениях, где производятся работы с агрессивными средами и т. п., а также применялся войсками США при спешном восстановлении аэродромов в Корее. Исследования автором физико-механических свойств серобетона на стандартных образцах (рис. V.6) выявили средний предел прочности на изгиб 30, а на сжатие 300 кгс/см2. При должном контроле за качеством работ серобетон по прочности приближается к обычному цементобетону марки 150—200. Восстановление грунтовых и искусственных оснований включает следующие операции: просушку переувлажненного грунта или замену его сухим; замену пучинистых грунтов непучинистыми; подсыпку песка или других материалов в пониженные места; отсыпку новых слоев основания на участках, где они отсутствуют; разравнивание и тщательное уплотнение подсыпанных материалов. Толщина искусственного основания принимается такой же, какой она была до разрушения. При временном восстановлении покрытия с применением местных камневидных материалов искусственное песчаное основание, как правило, не устраивается. Вновь создаваемый слой нежесткого покрытия во избежание просадок и отслаивания у краев воронки рекомендуется запускать за края воронки не менее чем на 0,5 0,75 м. Для предотвращения деформации покрытия вследствие просадки грунта над воронками, особенно в неблагоприятных гидрогеологических условиях, при капитальном восстановлении следует создавать в наиболее ответственных местах вместо бетонного покрытия железобетонное. При замене отдельных поврежденных плит, имеющих трещины или отколы, в первую очередь заменяются плиты, у которых размеры отколовшихся элементов не превышают приведенных в табл. 11. Последовательность производства работ при капитальном восстановлении бетонных покрытий дорог и аэродромов такая: уборка обломков поврежденных плит; выравнивание краев поврежденных плит; устройство искусственного Основания; выполнение комплекса работ по бетонированию (приготовление бетона, установка опалубки, бетонирование, уход за бетоном и снятие опалубки); очистка швов между плитами и заливка их битумными материалами. При большом объеме восстановительных работ бетон доставляется с механизированных бетонных заводов на автомобилях-самосвалах или же приготовляется на обычных полевых базах с помощью бетономешалок. Небольшое количество бетона может быть получено с помощью передвижных бетономешалок. При капитальном восстановлении дорог и аэродромов поврежденные плиты бетонного покрытия можно заменять сборными железобетонными и бетонными плитами, бетонными, керамическими и другими блоками. Конструкция и размеры сборных элементов для восстановления аэродромных покрытий устанавливаются в каждом конкретном случае с учетом обеспечения кратности размеров новых плит размерам разрушенных, прочности и устойчивости покрытия, надежности стыков и ограниченности их количества, грузоподъемности имеющихся кранов, удобства монтажа элементов и возможности получения их в готовом виде. Восстановительные работы с применением сборных элементов выполняются в такой последовательности: изготовление и подвоз плит или блоков, удаление разрушенных плит, ремонт грунтового основания, укладка плит или блоков в покрытие и их крепление, устройство водонепроницаемых швов. В зависимости от местных условий, объема разрушения и наличия средств механизации требуемые для восстановления разрушенных участков покрытия плиты и блоки могут изготовляться на полевых передвижных базах, полигонах, развернутых вблизи инвентарных механизированных бетонных заводов, на заводах железобетонных изделий. При восстановлении бетонных покрытий со шпунтовым соединением (вкладышем) для обеспечения равнопрочности укладываемых железобетонных плит и ослабленных краев смежных монолитных плит применяют сварные стыковые соединения. Для этого остатки шпунтов предварительно обрубают с помощью бетоноломов. Новые стыковые соединения выполняются сваркой обойм и выпусков, забетонированных с помощью быстротвердеющего цемента в смежные края бетонных и железобетонных плит. Для большей прочности сцепления цементного раствора с бетоном на гранях бетонных плит делают вырубки. Вырубки в бетоне и вставка обойм производятся до монтажа плит, а сварка и забетонирование обойм в стыкуемых плитах — после монтажа. Для увеличения площади сварки и уменьшения напряжений, возникающих при сварке деталей стыков, устраивают фаски с монтируемыми в них промежуточными стержнями. В отдельных случаях допускается стыкование уложенных плит с помощью высокопрочных быстро-твердеющих бетонов с использованием мелкого щебня. После укладки и крепления плит (блоков) и расчистки швов сжатым воздухом делают водонепроницаемые швы. Эта работа выполняется общепринятыми методами с заливкой швов мастиками, имеющими в своем составе тугоплавкий сплав В-1. Ликвидация дефектов бетонного и железобетонного покрытия. Отдельные участки бетонного или железобетонного покрытия под влиянием взрывов и деформации грунта могут проседать или вспучиваться. При капитальном восстановлении такие участки в зависимости от величины просадки выравниваются следующими способами: — при просадке до 5 см — заделкой образовавшихся уступов битумно-песчаной смесью с устройством плавного сопряжения; — при просадке от 5 до 10 см — устройством асфальтобетонного коврика по всей площади просадки; — при просадке более 10 см — наращиванием просевших плит бетоном. Помимо этого, применяется гидропневматический способ подъема просевших цементобетонных плит монолитного покрытия. Он заключается в том, что под просевшие плиты через просверленные в них отверстия нагнетается под постоянным давлением 6 кгс/см2 песчано-глинистая смесь пластичной консистенции. Нагнетаемая смесь распространяется на большую площадь и создает значительную подъемную силу, за счет которой плита приподнимается. Бригада в составе 20 человек может поднять таким способом до 1000 м2 просевшего покрытия в сутки. Стоимость восстановительных работ этим способом примерно в четыре раза меньше стоимости полной замены просевших плит. Под влиянием взрывов, времени, эксплуатации, а также в процессе формирования бетона при строительстве возможно частичное повреждение бетонных и железобетонных плит: усадочные и сквозные трещины, отколы углов и кромок, шелушение поверхности, раковины и т. п. В ходе капитального восстановления для обеспечения гидроизоляции и предохранения покрытия от дальнейшего разрушения образовавшиеся на нем подобного рода повреждения должны быть полностью ликвидированы. Трещины в зависимости от ширины заделываются тремя способами, шириной до 2 мм — двух-трехкратным прокрашиванием раствором битума (марки V) в бензине; шириной от 2 до 6 мм — заливкой мастикой; шириной более 6 мм — заливкой расширяющимся цементом или мастикой. Отколы бетонных плит заделываются термоустойчивым асфальтом. При заделке трещин особое внимание необходимо обращать на тщательность очистки поверхности плит, продувку трещин сжатым воздухом и на создание грунтовки с помощью краскопультов. Трещины шириной от 2 до 6 мм предварительно разделывают с помощью крейцмейселей или специальных электрофрез в борозды прямоугольного сечения шириной 8—10 мм, глубиной 30—35 мм и продувают сжатым воздухом. Перед заделкой отколов куски бетонного покрытия вырубают по всей их площади с помощью отбойных молотков или выпиливают электрофрезами (рис. V.7) с таким расчетом, чтобы по всему периметру откола стенки покрытия были строго вертикальными. Мастику для заливки трещин и битум для заделки отколов следует применять в подогретом виде. Помимо этого, трещины в бетонных покрытиях можно заделывать эпоксидными смолами. При сильном износе поверхности старого бетонного покрытия восстановление его осуществляется торкретированием быстросхватывающимся цементным раствором, а также созданием поверхностного слоя из расширяющегося бетона или в крайнем случае асфальтобетона. Обрабатываемую поверхность предварительно тщательно очищают. Слой торкрета наносится с помощью «цемент-пушки». Существенного повышения качества работ при восстановлении бетонных покрытий можно достичь за счет применения для предварительной огрунтовки поверхности изношенного слоя покрытия полимерно-цементных бетонов. Для капитального восстановления асфальтобетонных покрытий используются различные асфальтобетонные смеси. В зависимости от объема разрушений смеси приготовляются на полевых асфальтобетонных базах или подвозятся с ближайших асфальтобетонных заводов. Для сокращения сроков восстановления асфальтобетонных и других черных покрытий, а в некоторых случаях и цементо-бетонных монолитных покрытий применяют черные щебеночные покрытия способом пропитки или смешения на месте, а также холодные асфальты. При восстановлении покрытий на участках небольшого размера над малыми воронками уплотнение искусственного основания и первого (нижнего) слоя асфальтобетона или черного щебня не может быть выполнено прицепными или самоходными катками. Поэтому используются электрические или ручные трамбовки. Для разогрева асфальтобетонных и других черных покрытий при ликвидации на них различных повреждений, наплывов и волнистости применяют автомобильные асфальторазогреватели, а также авто-термосы-ремонтеры Д-187А, снабженные передвижной электростанцией и переносным инструментом — электрофрезой, электрощеткой и заливщиком трещин. Асфальторазогреватели в течение 5 мин разогревают покрытие площадью до 4,6 м2. Временное восстановление капитальных покрытий с применением упрощенных нежестких и сборно-разборных конструкций. При временном восстановлении капитальных покрытий вновь создаваемые взамен разрушенных участки могут устраиваться в виде упрощенных нежестких конструкций из щебня, грунтощебня, грунтогравия, кирпичного боя с грунтом, шлака с грунтом, грунто-цемента, грунта, стабилизированного черными вяжущими, или путем химического закрепления грунта фурфурол-анилиновыми смолами (ФАС). Отдельные участки можно перекрывать сборно-разборными покрытиями или мостовой из кирпича и брусчатки. Для облегчения расчетов требуемой толщины вновь создаваемого нежесткого покрытия (по своей прочности эквивалентного ранее существовавшим покрытиям) можно пользоваться специальными таблицами. Основная сложность при устройстве покрытия — это малый фронт работ, затрудняющий применение комплексной механизации. При восстановлении покрытий на воронках и других дефектных участках диаметром более 10 м разравнивание и перемешивание материалов производятся автогрейдерами пли бульдозерами. При использовании для перемешивания бульдозеров их отвалы снабжаются зубьями. Покрытия уплотняют пневморезиновыми, а затем гладкими (желательно моторными) катками. При устройстве покрытий над малыми воронками вместо обычных средств механизации целесообразно применять малогабаритные машины (бульдозер, рыхлитель, грунтосмесительные фрезы и катки). Новое покрытие в местах его примыкания к существующему уплотняется электротрамбовками или вибраторами. Если для восстановления используются такие вяжущие материалы, как цемент, битум, нефть, фурфурол-анилиновые смолы, то работы заключаются в основном в тщательном разрыхлении и перемешивании местных грунтов с вяжущим и в последующем уплотнении смеси. Стабилизация грунта органическими вяжущими типа битум, деготь или нефть производится только в теплое и сухое время года при температуре воздуха не ниже +20°, стабилизация цементом и фурфурол-анилиновыми смолами — при любой положительной температуре воздуха. Расход вяжущих в зависимости от состава грунта достигает 0,5—3% веса грунта при применении фурфурол-анилиновых смол и 7—10% веса грунта при использовании цемента и черных вяжущих. Работы по стабилизации грунтов на разрушенных участках покрытия ведутся двумя способами. По первому способу, когда работы выполняются в стесненных условиях (над малыми воронками), перемешивание грунта с вяжущими производится на стороне, в резерве или в специальных растворомешалках с последующим уплотнением его на месте укладки. По второму способу, который целесообразен при относительно больших площадях, весь цикл работ производится на месте. При восстановлении разрушенных участков покрытия с использованием сборно-разборных металлических плит их укладывают на хорошо спланированное и уплотненное основание. Сопряжения металлических покрытий с существующими цементобетонными покрытиями бывают двух типов. Первый тип отличается тем, что крайний ряд плит, примыкающих к бетону, крепится металлическими Г-образными ершами к деревянному брусу, уложенному по периметру разрушенного участка. При устройстве сопряжений второго типа в бетоне предварительно вырубают гнезда, в которые закладывают и заливают быстротвердеющим цементным раствором мягкую трехмиллимую проволоку. Гнезда следует располагать в два ряда в шахматном порядке; расстояние между рядами должно быть 40 см, а между гнездами в ряду — 60—80 см. Концы проволоки, выступающие на 25—35 см из бетона, пропускают несколькими витками через отверстия плит и надежно скрепляют их с бетонным покрытием. Мощение кирпичом или брусчаткой можно производить либо рядами, перпендикулярными к продольной оси покрытия, либо поперечной или продольной елочкой. Швы между рядами кирпичей заполняют жидким цементным раствором состава 1:5 или 1:6 либо известково-цементным раствором состава 1:1:7 или 1:1:8.