CC BY
30
УДК 666.972
БЕЗПЕКА РУХУ ТА ЗАХИСТ МОСТ1В В1Д ПОВЕРХНЕВО1 ВОДИ
С.В. Мироненко, доц., к.т.н., Р.В. Ласка, викладач-методист, Одеський нацюнальний полiтехнiчний унiверситет
Анотаця. Водовiдведення з Mocmie забезпечуе збереження npa^3damHOcmi моста i збшьшуе термт його напрацювання й ресурсу. Вiдведення води з поверхт покриття Mocmie дае мoжливicmь захистити конструк^ю моста й забезпечити безпечний рух автомобтьного транспорту.
Ключов1 слова: вoдoвiдведення, покриття, Miст, лотки, трубки.
БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ И ЗАЩИТА МОСТОВ ОТ ПОВЕРХНОСТНОЙ ВОДЫ
С.В. Мироненко, доц., к.т.н., Р.В. Ласка, преподаватель-методист, Одесский национальный политехнический университет
Аннотация. Водоотвод с мостов обеспечивает сохранение работоспособности моста и увеличивает срок его наработки и ресурса. Отвод воды с поверхности покрытия мостов дает возможность защитить конструкцию моста и обеспечить безопасное движение автомобильного транспорта.
Ключевые слова: водоотвод, покрытие, мост, лотки, трубки.
TRAFFIC SAFETY AND PROTECTION OF BRIDGES AGAINST SUPERFICIAL
WATER
S. Myronenko, Assoc. Prof., Ph. D. (Eng.), R. Laska, T. Meth., Odessa National Polytechnic University
Abstract. Water removal from bridges provides preservation of the bridge working capacity and increases the term of its operating time and resource. Water drainage from the surface of bridge pavement makes it possible to protect the bridge structure and provide the vehicular traffic.
Key words: water drainage, pavement, bridge, trays, pipes.
Вступ
Близько 1/3 ycix дорожньо-транспортних по-дш вщбуваеться на мокрих, обмерзлих або засшжених дорогах. Таю дороги мають поп-ршеш умови зчеплення. Це означае, що збшьшуеться iмовiрнiсть прослизання колю по поверхш дороги, а також !х вщведення y6iK. У цих умовах автомобшь часто стае некерованим.
Анашз публжацш
Ковзюсть дороги характеризуеться коефще-нтом зчеплення. Нормальний коефщент зчеплення асфальтобетонних покритпв ко-ливаеться в межах 0,6-0,8. Щц впливом ме-теоролопчних умов дорожш покриття втра-чають сво! якосп, коефщент зчеплення знижуеться до небезпечних меж. Мшмально допустимим за умовами безпеки взятий коефщент зчеплення 0,4.
Залежно вщ стану дорожнього покриття зу-пинний шлях може рiзнитися в 3-4 рази. Так, зупинний шлях за швидкосп 60 км/год на сухому асфальтобетонному покритп стано-витиме близько 37 м, на мокрому - 60 м, на обмерзлш дорозi - 152 м. Бшьше того, навiть при сухому асфальтобетонному покритп, залежно вiд мiри його зносу (вiдполiрований шинами), коефщент зчеплення може вiдрiз-нятися в 2 рази i бiльше [1, 2].
На прямолшшних дiлянках дороги безпека руху автомобiлiв забезпечуеться достатньою шириною про!жджо1 частини i належним зчепленням колеса з поверхнею дороги. Сила зчеплення колеса автомобшя з дорожшм по-криттям залежить вщ ваги автомобiля, що припадае на ведуче колесо, i коефiцieнта зче-плення шини колеса з покриттям.
Щц час нормального руху автомобшя швид-кiсть руху будь-яко! точки на ободi дорiвнюе поступальнiй швидкосп автомобiля. Якщо сила зчеплення менше сил опору руху, то вiдбуваеться буксування колеса. Якщо пос-тупальна швидкiсть автомобшя бшьше швидкосп обертання на ободi колеса, вiдбуваеться ковзання колеса вздовж дороги. Це можливо при рiзкому гальмуванш на слизькому або брудному дорожньому покритп.
Величина вщношення окружного тягового зусилля Рк, за якого починаеться проковзу-вання (пробуксовування) колеса, до ваги автомобшя, що припадае на ведуче колесо Сн, називаеться коефщентом зчеплення пор. На його величину великий вплив справляе стан дорожнього покриття [3, 4].
Мета i постановка завдання
Метою публшацп е розгляд руху транспортних засобiв на дорогах з попршеними умо-вами зчеплення; розгляд методiв та засобiв захисту моспв вiд шкщливо! ди зовнiшнього середовища, особливо вiд поверхнево! води.
Захист мос^в вiд поверхневоТ води
Засобом захисту елемешгв моста вiд шкщливо! ди зовнiшнього середовища, в першу черту атмосферно! вологи, служить система водовщведення.
Одним iз захисних заходiв е органiзацiя вщ-ведення поверхнево! води, додання дорож-
ньому одягу поздовжнiх i поперечних ухилiв iз влаштуванням рiзних пристро!в.
Довговiчнiсть мостових споруд у цшому i дорожнього одягу на про!жджш частинi залежить вiд надшносп гiдроiзоляцil констру-кцiй i швидкого видалення з товщi дорожнього одягу води, що проникла в не! у процес випадшня опадiв.
Численнi трiщини в асфальтобетонних пок-риттях на прошджш частинi мостових споруд, як правило, е наслщком процесу «замо-рожування-вщтанення» в зимовий перюд води, що знаходиться в порах асфальтобетону i на рiвнi гiдроiзоляцil, а також роботи покриття як на «пружнш подушщ» в лiтнiй перiод - на шарi води пiд ним. С численш приклади руйнування покриття через неза-безпеченiсть виведення води з товщi дорож-нього одягу.
Для кращого вщведення води бажано, щоб мiст повнютю розташовувався на поздовж-ньому ухил^ значення якого обмежуеться 2 %о (а при високих бортах - 3-4 %о). Сумар-на величина поперечного i поздовжнього ухилiв повинна бути не менше 2-3 %о.
Збiр зливових стiчних вод з поверхш мостiв може здiйснюватися за допомогою спещаль-них дощоприймальних лотоюв. Забрудненi зливовi стоки збираються i вiдводяться на мiськi або локальш очиснi споруди.
Мостовi переходи, що складають по довжинi кiлька кiлометрiв, вiдрiзняються великою довжиною поверхневих покритпв. Вщповщ-но до СНиП 2.04.03-85 дренажш труби i складальнi лотоки для дощових стокiв на таких мостових переходах обладнуються ухи-лом не менше 7 %о; в холодну пору року, з урахуванням можливостi намерзання, - до 30 %0.
Для аналогiчного моста, в якому очисш споруди розташоваш на однiй його сторош, перепад рiвнiв мае складати вщ 14 м до 60 м. Як видно, таю громiздкi дощозбiрнi споруди спроектувати i побудувати практично немо-жливо.
Якщо на мостах i шляхопроводах оргашзо-ванi роздшьш проlжцжi частини або якщо автомобшьна дорога розташована поблизу потокiв води, збiр дощових стокiв прово-
диться вздовж про1жджо1 частини 1 скидаеть-ся у вщкюш водозб1рш лотоки (рис. 1).
Рис. 1. Обхщ м. Чершвщ
Водовщвщш лотоки систем поверхневого водовщведення зверху закриваються дрена-жними Гратами (рис. 2). Грати запоб1гають потраплянню в систему смггтя, а також за-безпечують безпеку перемщення пшоход1в 1 транспорту. При вибор1 Грат для водовщвщ-них лотомв у першу чергу необхщно ор1ен-туватися на клас допустимого завантаження, яке вони витримують. Зливов1 Грати виготов-ляються з чавуну, нержавшчо1 та оцинковано'! стал1, з мщ та латунь
Рис. 2. Дренажш решггки
У мюцях перетину зал1зниць або автодор1г високо'! категори необхщно уникати загрози потрапляння забруднених стомв на про1ж-джу частину дор1г нижнього р1вня (рис. 3). Для цього оргашзовують скидання зливових ст1чних вод з поверхш дор1г у зливову кана-л1защю або на зливов1 очисш споруди. У де-яких випадках поверхневий стж можна виво-дити через спещальш водовщвщш жолоби в кювети, на роздшову смугу або у зливо-приймальш колодяз1 закрито!' мереж1 водовь дведення. Якщо злив поверхневих вод вщбу-ваеться з боку шдход1в до споруди, повинш бути встановлеш пристро!' для вщведення води за меж1 земляного полотна.
Рис. 3. Обхщ м. Чершвщ
Вода стжае з про!жджо1 частини 1 тротуар1в моста у знижеш мюця (до бордюру) 1 дал1, по трубках водовщведення, скидаеться шд мют або выводиться у водоприймачь По трубках водовщведення скидаеться вода, яка проникла через покриття до шару 1золяцп, 1 збира-еться там.
Нормативними документами минулих ромв (СНиП 2.05.03-84) передбачалася можливють 11 вщведення через прор1зи у воронках трубок водовщведень.
До моменту виходу змш до СНиП 2.05.03-84 прогшш будови проектували без трубок во-довщведень. Результатом такого техшчного ршення був швидкий вихщ з ладу конструк-цЙ дорожнього одягу, оскшьки вода, що ску-пчуеться на р1вш пдро1золяци, при замер-занш та вщтаванш викликала спучення покриття, розморожування захисного шару, а у раз1 наявност дефеклв у пдро1золяцшному килим1 - проникала до несучих конструкцш 1 викликала руйнування бетону плити про1ж-джо1 частини 1 балок.
Спостереження за цими явищами привели до внесення в СН1П 2.05. 03-84* вимог про обов'язкову установку трубок водовщведень, призначення яких полягае не тшьки у вщве-денш поверхнево! води, але 1 води, що проникла на р1вень пдро1золяци. Закордонна практика свщчить про те, що виведення води з дорожнього одягу подовжуе термш и служ-би в 2-2,5 рази.
Трубки повинш забезпечувати швидке скидання води, тому 1х розм1ри 1 мюця установ-лення мають визначатися з урахуванням кшькост1 води, що поступае, виходячи з умов, що на однш площ1 стоку мае бути не менше одше1 площ1 отвору трубок, а мш1ма-льна вщстань м1ж ними не перевищуватиме
15 м. Трубки слщ розташовувати бiля бордюру тротуару на вщсташ 20-30 см. Якщо поздовжнш ухил не перевищуе 10 %, дiамет-ри водовiдвiдних трубок не повинш бути ме-нше 15 см. Якщо ухил бшьше 10 %, водовщ-вiднi труби допускасться не встановлювати.
Водовiдвiднi трубки встановлюються на до-рожньому полотнi автомобшьних i мiських мостiв на таких вщстанях: при поздовжньому ухилi до 5 % - не бшьше 6 м уздовж прогону моста; при ухилах в 5-10 % - не бшьше 12 м.
Якщо крупсть ухилу збшьшуеться, може бути збшьшена i вщстань мiж водовiдвiдними трубками. На одному прогош повинно бути встановлено не менше трьох водовiдвiдних трубок. Якщо встановити трубки в якихось мiсцях неможливо, то вщстань мiж ними й !х дiаметр мають бути збшьшеш, а в покриттi при цьому влаштовусться лотiк.
Для вирiшення завдання продовження термь ну служби дорожнього одягу i несучих конс-трукцш прогiнних будов було розроблено систему дренажу, що складаеться з розташо-ваних у товщi захисного шару або нижнього шару покриття подовжшх i поперечних ка-налiв, заповнених пористим матерiалом, i трубок, верх яких знаходиться в рiвнi верху riдроiзолящl.
Навколо верхньо! частини трубки е кшьце-отвiр у вирiвнюючому шарi або плитi про1ж-джо! частини, заповнений мастикою для за-безпечення герметичностi з'еднання трубки з конструкщею дорожнього одягу або плитою прошджо! частини (рис. 4).
Гидроизоляция 5.5 мм
Дренажная трубка
Рис. 4. Поперечний дренажний канал iз трубкою
Дренажш трубки можуть бути металев^ але перевагу слiд вщдавати трубкам iз полшро-пiлену як довговiчнiшим. Вода з дренажних трубок не повинна потрапляти на несуч конструкци прогiнних будов i опор, тому до-вжина трубок за необхщносп може бути скi-льки завгодно великою, або воду з трубок можна приймати в подовжш або поперечш лотоки. Вони повиннi бути невеликого пере-рiзу; при цьому слщ мати на увазi, що вода з трубок тече чиста i замулювання лотокiв вiд-буватися не може.
Технiчний результат досягаеться за рахунок того, що пристрш для видалення вологи з товщi дорожнього одягу мостово! споруди мютить встановленi у плитi прогшно! будови дренажнi трубки з утворенням над кожною з них дренуючих нiш, розташованих у товщi нижнього шару дорожнього одягу, що лежить безпосередньо на гiдроiзоляцiйному шарi. Поздовжнш дренажний канал, заповнений дренажною сумшшю з щебеню, утворюе нас^зну пористу структуру, а дренажш трубки розташованi пiд дренажними каналами.
Щебшь застосовуеться одновимiрний, а як в'яжуче використаний епоксидний компаунд у ваговому сшввщношенш (10-15/1) в мас.ч. Дренажш брикети виготовляють вiдповiдно до передбачених проектом розмiрiв поперечного перерiзу дренажного каналу завдовжки 400 i 600 мм (що не мае принципового зна-чення, оскшьки поставляються i тi й iншi для укладання в довжину дренажного каналу). На об'ектi збiрнi елементи щшьно укладають у залишенi для них канали (рис. 5).
Рис. 5. Укладання дренажних брикепв
Дренажш брикети мають пористу структуру з порожнистютю 50-60 %. Вода, що проникла через покриття на рiвень гiдроiзоляцil, по ухилу спкае у дренажний канал ^ протшаю-
чи по ньому, дренажними трубками скидаеться 3i споруди.
Дренажш системи можуть застосовуватися у Bcix клiматичних зонах краши при бущвниц-твi, реконструкцiï й ремонтi мостових спо-руд, тунелiв, галерей та шших будiвельних об'ектiв.
Висновок
Основним засобом для захисту елеменпв моста вщ шкiдливоï дiï зовшшнього середови-ща, в першу чергу атмосферноï вологи, служить система водовщведення.
Одним iз захисних заходiв е органiзацiя вщ-ведення поверхневоï води, додання дорож-ньому одягу поздовжшх i поперечних ухилiв iз влаштуванням рiзних пристро1'в.
Довговiчнiсть мостових споруд у цшому i дорожнього одягу на про1'жджш частинi за-лежить вiд надiйностi гiдроiзоляцiï конструкцш i швидкого видалення з товщi дорожнього одягу води, що проникла в не1' у процес випадiння опадiв.
У перюди погiршення погоди, коли можливе зволоження, забруднення, обледеншня покриття, потрiбно вживати заходiв до тдви-
щення шорсткостi покриття або встановлю-
вати знаки обмеження швидкосп.
Лiтература
1. Матерiали розробок кабiнету «Штучних споруд» ОАДК ОНПУ: метод. посiбник. - Одеса, 2014. - 194 с.
2. Ласка Р.В Проектування моспв: rod6-ник / Р.В. Ласка, О.В. Шаповалов. -Одеса: Optimum, 2011. - 266 с.
3. Мироненко С.В. Визуальная оценка состояния мостов Одессы / С.В. Мироненко, Е.А. Гапоненко, Р.В. Ласка // Вюник Одесько1 державно1 Академи бущвниц-тва i архггектури: зб. наук. пр. - 2013. -Вип. 51. - С. 59-65.
4. Мироненко С.В. Асфальтобетон на мо-дифшованому бiтумi / Мироненко С. В., Ласка Р.В. // Вюник Одесько1 державно1 Академи бущвництва i архггектури: зб. наук. пр. - 2015. - Вип. 57. - С. 283-293.
Рецензент: В.П. Кожушко, професор, д.т.н., ХНАДУ.
Стаття надшшла до редакцп 16 грудня 2015 р.
