CC BY
14
УДК 624.21: DOI: 10.30977/BUL.2219-5548.2019.86.1.162
ПРОБЛЕМИ ВОДОВ1ДВЕДЕННЯ П1Д ЧАС ЕКСПЛУАТАЦ11 ТА РЕМОНТУ МОСТОВИХ СПОРУД
Бшьченко А. В., К1слов О. Г. Харкчвський нацюнальний автомобшьно-дорожнш ун1верситет
Анотаця. НадШна експлуатацгя вас! мостовог споруди можлива тгльки за умов стльног ро-боти дорожнього одягу 7 несучих конструкцт, у цьому випадку максимальний вплив на роботу дорожнього одягу мае г1дро1золяц1я та водов1дведення з нег. За конструктивным р1шенням в дорожньому одяз1 г1дро1золяц1я тыьки в1дгороджуе воду в1д зал1зобетонних конструкцт, але гг необх1дно видалити. Для цього застосовують дренажну систему, тому пошуки техмчних р1шень / технологи введення дренажног системи в умовах заморожування та в1дтаювання ви-магають подальшого гх в1дпрацювання.
Ключовi слова: мостов7 споруди, експлуатащя, ремонт, дорожнт одяг, г1дро1золяц1я, во-дов1дведення.
Вступ
Практика утримання мостових споруд продемонструвала, що основним агресивним середовищем тд час експлуатаци е вода, що потрапляе на елементи моста з про1зно1 ча-стини i тротуарiв. Крiм того, в остньо-зимовий перюд експлуатащя мостових споруд супроводжуеться збшьшеною дiею соля-них розчинiв, протиожеледних матерiалiв, мастил та iнших агресивних компонент, що транспортуються водою. Бетон i арматура в залiзобетонних конструкщях в такому агре-сивному середовищi деградують вже протя-гом 20--25 рокiв, тому, виходячи з необ-хiдностi швидкого видалення води iз про1зно1 частини мостово! споруди зпдно з нормативною документацп, на про!зних частинам облаштовують поперечнi i поздовжнi ухили, що спрямованi до воронок водовщвщно! системи, а зараз передбачаеться i вiдведення води, що потрапила на рiвень riдроiзоляцп.
У зв'язку з тим, що ремонтом асфальтобетонного покриття на мостах займаються до-рожнi оргашзаци, то облаштування ухилiв до воронок системи водовщведения порушува-лось, ухил мт бути в кращому випадку тшь-ки поперечний. В останнi роки юнувала тен-денцiя сумщения водовщведення крiзь водовiдводну систему, а також вщведення води крiзь кра! плити, що призводило до руйнування фасадних балок.
Пiд час дорожнiх робгг, зокрема пiд час ремонтiв асфальтобетонного покриття во-довiдвiднi трубки дуже часто покривали асфальтом, а в процесi експлуатаци на них накопичувалось смотя, тому система не працювала. Гiдроiзоляцiю заводили на вер-
тикальнi поверхнi огороджень, бордюрних камешв, тобто влаштовували корито, де вода з покриття не видалялась, застоювалась i по-трапляла до riдроiзоляцп. Пiд час видалення води ^зь кра! плит про1зно1 частини фасад-нi поверхнi балок замочувались, розморо-жувались, руйнувались, що часто призводило до авартного стану тротуарiв.
Таким чином, у процес експлуатаци i пiд час ремонтiв мостових споруд необхщно пе-редбачити видалення води як iз про1зно1 частини, так i з рiвня гiдроiзоляцil.
На цi завдання необхiдно слщ звернути увагу дорожнiм органiзацiям, яю займаються експлуатацiею мостових споруд, оскшьки спецiалiзованi оргашзаци з експлуатаци мостових споруд у нашт кра1ш вiдсутнi.
Анал1з публжацш
Нормативнi документи [1, 2, 3] чггко ре-гламентують строк служби окремих кон-структивних елементiв, зокрема !х дегра-даци. Гiдроiзоляцiя i водовiдведення мостових споруд розглядалися в роботах [3, 4, 5, 6, 7], де аналiзувались питання дов-готривалостi залiзобетонних конструкцт, залежно вiд цих нерозрахункових конструк-тивних елементiв, що мають найменший строк довготривалостi.
Визначення мети й завдань
Метою роботи е аналiз наявних систем водовiдведення з покриття тд час експлуатаци та ремонту мостових споруд, а також аналiз вимог до гiдроiзоляцil в процес ремонту.
Реалiзацiя завдання
У нормативних документах квалiфiкацiйнi таблицi експлуатацшних станiв мостових споруд не передбачають роздiлення причин-них i наслщкових факторiв, якi впливають на деградащю залiзобетонних елементiв, i не зазначаються умови проведения робiт з тквщацл причин, що впливають на процес появи дефектiв. Тобто ми зараз працюемо за принципом «поки конструкщя мае достатню мiцнiсть, И ремонтувати не потрiбно». Про-понуеться в процес експлуатацн i утримання перейти до принципу «поки споруда не почала руйнуватись, необхщно своечасно лшвщувати причини дефекпв». Можна не погодитись iз твердженням, що гiдроiзоляцiя i водовiдведення належать до другорядних частин споруди, оскiльки вони впливають на довготривалють асфальтобетонного покрит-тя, яке насичено водою, та е найменш довг-тривалими елементами споруди.
Застш води тд покриттям дорожнього одягу, що затиснене, як у мшку, riдроiзо-лящею з пiднятими краями, призводило дуже часто до протшання води ^зь riдроiзолящю, а в зимовий перюд до И замер-зання, вщриву вiд залiзобетонноl плити або асфальтобетону покриття. Цьому фактору сприяв i гiдравлiчний пiдсос води через залiзобетонну плиту.
Вiдомо, що рух автомобшя збiльшуе насичення водою дорожнiй одяг, одночасно створюеться тиск води в ньому, величина якого дорiвнюе гiдравлiчному удару, в результат пiд покриття вщжимаеться значна И кiлькiсть. Тому вырвана гiдроiзоляцiя буде буквально плавати в л^нш перiод, розла-мувались, дробитися i втрачати свое функцюнальне призначення, а в зимовий перюд вода замерзае, збшьшуеться нерiв-номiрно вздовж площi в об'емi, тому руйнуе асфальт. Руйнування конструкцiй дорожнього одягу випливае i з И роботи, як на пружно-шддатливо! (воднiй) подушцi, на яку вона не була розрахована.
Для дослщження причин цього явища сшвроб^никами кафедри мостiв, кон-струкцiй та бущвельно1 механiки ХНАДУ було виконано пошарове розкриття дорожнього одягу. Щд асфальтобетонним покрит-тям було виявлено зруйнований захисний шар, що складався з дрiбних кускiв, роз-мiром, що вiдповiдае розмiру армовано! сiтки, гiдроiзоляцiю, що розбухла iз 2 до 8мм i була розiрвана на куски [5, 6]. У створенш вирубцi була вода, юльюсть яко! через де-
який час збшьшилась за рахунок притоку iз iнших дiлянок площi моста. Щд час проекту-вання таю руйнування передбачають облаштування riдроiзоляцн, яка може працювати на динамiчну складову наванта-ження.
Наведенi вище даш дають пiдставу зроби-ти таю висновки:
• ремонт асфальтобетонного покриття необхщно здшснювати мостовi оргашзацн, яю вмiють i будуть робити ухили до воронок водовiдведення на поверхш покриття, тобто необхiдно вiдмовитися вщ скидання води крiзь кра1 плит;
• юнуе необхiднiсть розробляння тех-нiчних i технологiчних рiшень, що забезпе-чують вiдведення води з-шд товщi асфальтобетонного покриття;
• необхщний процес збереження гiдроiзоляцil завдяки застосуванню сучасних матерiалiв i технологш И виконання, якi могли б сприймати динамiчнi навантаження i мати добру адгезiю.
Надiйна експлуатащя вие1 мостово1 споруди можлива тшьки за умов спшьно1 роботи дорожнього одягу i несучих конструкцш, у цьому випадку максимальний вплив на роботу дорожнього одягу мае гiдроiзоляцiя i во-довiдведення з не1 [8].
Тобто робота захисно-щеплювального шару, що вщгороджуе воду на мостовiй спо-рудi, рiзко вiдрiзияеться вiд умов, в яких працюе звичайна система гiдроiзоляцil. На основi вiтчизняного досвщу слiд скласти вимоги до гiдроiзоляцil i технологи И виконання:
• абсолютна водонепроникливють за рiзних температур;
• забезпечення пересування техшки та робочих на етапi проведення робiт;
• адгезiя до основи i асфальтобетону;
• можливiсть облаштування за невеликих вщ'емних температур;
• простота в технологи виконання.
Вс щ вимоги необидно виробникам обов'язково прописувати в регламентах на гiдроiзоляцiю, але на практицi дуже часто ця процедура порушуеться. Дуже прикро, але в останнi роки юнуе негативна тенденщя до зменшення вимог. За таких умов напереюр здоровому глузду недобросовюш фiрми з виробництва цих матерiалiв у регламентах не прописують всi негативнi характеристики. Це вщбуваеться i за участю деяких дiячiв науки. В останнi роки захисний шар
облаштовують неармованим, i це вщбуваеть-ся за умов значно1 динамiки.
У дорожньому одязi мостових споруд гiдроiзоляцiя тiльки вщгороджуе воду вiд залiзобетонних конструкцiй, але ïï необхвдно видалити. Для збереження гiдроiзоляцiï i ви-далення води застосовують дренажну систему. Проблема застосування дренажних систем у конструкци дорожнього одягу мостових споруд юнувала ще в 70-80 роках минулого столотя. Але завдання виршува-лось в iншому аспектi. За кордоном на мостових спорудах тд час ремонтних робiт в дорожньому одязi застосовують в бшьшосп випадкiв литий асфальтобетон, що укла-даеться iз температурою 200-220°С. Щц час укладання о асфальтобетону з такою температурою вода, що затиснена в капшярах i порах бетону, перетворюеться на пар, це приз-водить до вщшарування гiдроiзоляцiï вiд покриття та його випучування. Тому пошуки технiчних ршень зводились до створення пароповiтряного дренажу. Наприклад, в Нiмеччинi дренажна система мютить дре-нажнi трубки та канал и.
В Украш пiд час застосування звичайно-го асфальтобетону, який працюе як губка, що насичена водою, тд дiею рухомого важкого автотранспорту вода вщтискаеться на рiвень гiдроiзоляцiï, ïï необхщно якимось чином вiдвести. На бшьшосп мостових споруд пiд час використання дренажноï системи в умо-вах заморожування i вiдтаювання необхщне ïï подальше конструктивне доопрацювання, зокрема це стосуеться технологiï виконання.
У вшх проектах капiтального ремонту мостових споруд конструкщя дренажноï системи практично однакова. Рiзниця залежить вiд ширини та висоти дренажного каналу. Висо-та визначаеться товщиною захисного шару, що дорiвнюе 40 або 60мм. Ширину (Вк) приймають вщ 120 до 400мм. Дiаметр трубок повинен бути не менше 30мм (зазвичай вiн складае 40мм). У бшьшосп випадкiв трубки виготовляють з полiпропiлену [4].
Положення дренажного каналу в товщиш дорожнього одягу залежить вщ ïï конструкци i типу прольотноï будови. На прольотних будовах iз монолiтною залiзобетонною плитою проïзноï частини дренажний канал облаштовують в товщиш захисного шару або в товщиш нижнього шару покриття за умов вщсутносп захисного шару. Досвщ показав, що облаштовування дренажних трубок тд час бетонування плити проïзноï частини у випадку каштального ремонту е досить
складним завданням, оскiльки виникае необхщшсть фiксацiï ïx точного положення, юнують склацностi щодо розопалублю-вання i необхiдностi встановлення трубок таким чином, щоб ix верх точно сшвпадав iз верхом гiдроiзоляцiï, а найголовшшим е те, що тд час встановлення не забезпечуеться водонепроникшсть контакту трубки i бетону. Ц обставини вимагають герметизаци i детального вщпрацювання технологи ïx ста-новлення, а також професiоналiзму робочих.
Створення каналу iз якiсними дренажни-ми властивостями вимагають детального до-тримання теxнологiчниx процесiв. Зазвичай дренажний канал виготовляють iз компо-зици, що складаеться зi щебеню i епоксидно-го клею, який скршлюе окремi зерна щебеня мiж собою. Матерiал каналу повинен мати визначену мщшсть i водонепроникнiсть. У процес капiтального ремонту мостових споруд бшьшють будiвельниx органiзацiй в Украш виготовляють дренажнi канали на мющ з епоксицно-щебеневоï композици, що отримала назву «Козинаки» [4]. Але яюсть виготовленоï сумiшi, ïï розмiри, мщшсть, а також водопроникнення залежить вщ про-фесiоналiзму робочих та вщ точного виконання регламенту виробника i теxнологiчниx рекомендацiй. А оскшьки на будiвництвi дуже часто працюють робочi, що залученi до проведення робiт iз навколишнix сiл, то яюсть дренажного каналу може бути дуже низькою i не вщповщати функщональним завданням, тому пiд час проведення тендерiв на ремонт мостових споруд на це необхщно звертати особливу увагу. Виходячи iз цього, в деяких краïнаx застосовують брикети «Козинаки», виготовлеш на заводах, але вони мають погане зчеплення мiж собою i з бе-тонною плитою, а також погано фшсуються в каналах.
Висновки
Аналiз спостережень за водовщведенням з мостовоï споруди демонструе, що за умов наявносп якiсниx дренажних систем в асфальтобетонному покритп не з'являеться велика кшьюсть трiщин i рiзниx руйнувань, яю мали мiсце ранiш, тобто тсля дощу по-криття на дорогах були мокрими, а на мосту - майже сух^ це свiдчить про те, що на мосту вода фшьтрувала крiзь покриття i виводи-лась ^зь дренажну систему.
Таким чином, видалення води крiзьб дре-нажш системи зберiгае гiдроiзоляцiю i висушуе покриття мостовоï споруди.
Лiтература
1. Споруди транспорту. Мости та труби. Правила
проектування: ДБН В.2.3-14:2009.- К.: Мшстерство будiвництва, архiтектури та житлово-комунального господарства, 2009. (Державш будiвельнi норми).
2. Загальш принципи забезпечення надiйностi та конструктивно! безпеки будiвель i споруд, будiвельних конструкцiй та основ: ДБН В.1.2-14-2009.- К: 2009.- 47 с.
3. Споруди транспорту. Настанови з оцшювання i
прогнозування техшчного стану автодорожнiх мостiв; ДСТУ-НБВ.2.3-23:2012-К: Мшрепон-буд Укра!ни, 2013 с. (Нащональний стандарт).
4. К вопросу продления срока службы мостовых сооружений/Кислов А. Г., Бильченко А. В., Лозицкий А. С.- ХНАДУ, Игнатьев А. В.-ООО Интекс комплект/ Науковий вкник будiвництва, том.88, № 2, 2017 р.- с.131-135.
5. Безбабичева О. И. Критерии выбора материала
для гидроизоляции мостов. Науково-практичний семшар «Сучасш проблеми проектування, будiвництва та експлуатацп споруд на шляхах сполучення».- К: 2000.- с. 4-9.
6. Безбабiчева О. I. Сучасш конструктивнi i тех-нологiчнi рiшення мостового полотна автодо-рожнiх мостiв iз ефективними варiантами гiдроiзоляцiйного захисту /Безбабiчева О. I., Бережна К. В., Жданюк В. К.// Вкник ХНА-ДУ-Харкiв: ХНАДУ.2002.-№ 19.- с.142-144.
7. Збiрник сучасних конструктивних i техно-логiчних ршень мостового полотна автодо-рожнiх моспв.- К.: Укравтодор, 2002-20 с.
8. Лукин Н. П.Совместная работа слоев одежды проезжей части мостов с железобетонными пролетными строениями/Н. П.Лукин, О. И.Безбабичева // Сборник научных трудов СоюздорНИИ.- М.: 1987.-С.77-80.
References
1. Sporudy transportu. Mosty ta truby. Pravyla proektuvannia: DBN V.2.3-14:2009.- K.: Minis-terstvo budivnytstva, arkhitektury ta zhytlovo-komunalnoho hospodarstva, 2009. (Derzhavni budivelni normy).
2. Zahalni pryntsypy zabezpechennia nadiinosti ta konstruktyvnoi bezpeky budivel i sporud, budiv-elnykh konstruktsii ta osnov: DBN V.1.2-14-2009.- K: 2009.-47 s.
3. Sporudy transportu. Nastanovy z otsiniuvannia i prohnozuvannia tekhnichnoho stanu avtodorozh-nikh mostiv; DSTU-NBV.2.3-23:2012-K: Minre-hionbud Ukrainy, 2013 s. (Natsionalnyi standart).
4. K voprosu prodlenyia sroka sluzhbbi mostovыkh sooruzhenyi/Kyslov A. H., Bylchenko A. V., Lozytskyi A. S.- KhNADU, Yhnatev A.V.-OOO Ynteks komplekt/ Naukovyi visnyk budivnytstva, tom.88, № 2, 2017r. s.131-135.
5. Bezbabycheva O. Y. Kryteryy vыbora materyala dlia hydroyzoliatsyy mostov. Naukovo-praktychnyi seminar «Suchasni problemy
proektuvannia, budivnytstva ta ekspluatatsii sporud na shliakhakh spoluchennia». - K: 2000.-s.4-9.
6. Bezbabicheva O. I. Suchasni konstruktyvni i tekhnolohichni rishennia mostovoho polotna avtodorozhnikh mostiv iz efektyvnymy varian-tamy hidroizoliatsiinoho zakhystu /Bezbabicheva O. I., Berezhna K. V., Zhdaniuk V. K.// Visnyk KhNADU-Kharkiv: KhNADU.2002.-№19.-s.142-144.
7. Zbirnyk suchasnykh konstruktyvnykh i tekhnolo-hichnykh rishen mostovoho polotna avtodorozhnikh mostiv.- K.: Ukravtodor, 2002-20 s.
8. Lukyn N. P.Sovmestnaia rabota sloev odezhdbi proezzhei chasty mostov s zhelezobetonnbimy proletnbimy stroenyiamy/N. P.Lukyn, O. Y.Bezbabycheva//Sbornyk nauchnbikh trudov SoiuzdorNYY.- M.: 1987.-S.77-80.
Бшьченко Анатолiй Васильович, к.т.н.,
проф. кафедри moctíb, конструкцiй та будiвельноl
механiки, (057)707-37-22,
bilchenko39@gmail.com
Кiслов Олександр Григорович, к.т.н.,
проф. кафедри moctíb, конструкцш та будiвельноl
механiки, (057)707-37-22, akislov548@ukr.net
Харювський нацiональний автомобшьно-
дорожнш унiверситет, вул. Ярослава Мудрого,
25, м. Харюв, 61002, Укра1на
Проблемы водоотведения при эксплуатации и ремонте мостовых сооружений Аннотация. Надежная эксплуатация всего мостового сооружения возможна только при совместной работе дорожной одежды и несущих конструкций, при этом максимальное влияние на работу дорожной одежды имеет гидроизоляция и водоотвод с неё. По конструктивному решению в дорожной одежде гидроизоляция только отгораживает воду от железобетонных конструкций, но эту воду необходимо удалить. Для этого применяют дренажную систему, поэтому поиски технических решений и технологии выполнения дренажной системы в условиях замораживания и оттаивания требуют их дальнейшегй отработки.
Ключевые слова: мостовые сооружения, эксплуатация, ремонт, дорожная одежда, гидроизоляция, водоотведение.
Бильченко Анатолий Васильевич, к.т.н., проф. кафедры мостов, конструкций и строительной механики, (057)707-37-22, bilchenko39@gmail.com"com
Кислов Александр Григорьевич, к.т.н., проф. кафедры мостов, конструкций и строительной механики, (057)707-37-22, akislov548@ukr.net Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет, ул. Ярослава Мудрого, 25, м. Харьков, 61002, Украина
166
BicHUK XHAfly, Bun. 86, 2019, t. I
Drainage problems in maintenance of bridge structures
Abstract. Reliable operation of the entire bridge structure is possible only with the joint work of road clothing and load-bearing structures, the maximum impact on the work of road clothing having waterproofing and drainage. According to a design solution in road clothing, waterproofing only deters water from reinforced concrete structures, but this water must be removed. For this purpose a drainage system is used. Therefore, the search for technical solutions and technology for the implementation of the drainage system in conditions of freezing and thawing require further development. Goal. The goal is analysis of existing systems of water treatment when maintaining the bridge structure. Methodology. To provide for reliable operation of the whole bridge structure it is necessary to ensure the common work of road clothing and bearing structures considering maximum impact of waterproofing and drainage. Results. Water drainage through drainage systems makes possible to preserve waterproofing of the
bridge structure. Originality. Common work of road clothing with waterproof ensures normal operation of bridge structure on the whole. Practical value. When the drainage is high-quality, water is filtered through the pavement and drained through the drainage.
Keywords: bridge structures, operation, repair, road wear, waterproofing, drainage.
Bilchenko Anatoly, Ph.D.,
prof. Department of Bridges, Structures and Construction Mechanics, (057) 707-37-22, bilchen-ko39@gmail.com
Kislov Alexander G., Ph.D., prof. departments of bridges, structures and construction mechanics,
(057) 707-37-22, akislov548@ukr.net Kharkiv National Automobile and Highway University
