Швы коробления в бетоне дороги: Конструкции дорожных цементобетонных покрытий и оснований

By alexxlab Posted on 27.04.197808.03.2022 Category :

Разное

Содержание

(PDF) Радовский Б.С. Цементобетонные покрытия в США

обычных для грузового автомобиля

или автобуса скоростях движения.

Поскольку скорость движения мо-

жет быть различной, единственный

выход состоит в том, чтобы сбить

систему с ритма, то есть отказаться

от одинакового расстояния между

швами. Резонанс крайне нежела-

телен ни с точки зрения комфорта

движения и сохранности грузов, ни

в смысле разрушающего действия

нагрузки на покрытие.

В Калифорнии проблемы с резо-

нансом наблюдались при движе-

нии больших грузовых автомоби-

лей. Чтобы избежать резонанса, в

Калифорнии сначала было решено

задавать переменное расстояние

между швами 4; 5,8; 5,5 и 3,7 м. Од-

нако плиты по 5,8 и 5,5 м оказались

слишком длинными: от их темпе-

ратурного коробления посредине

плиты возникали поперечные тре-

щины (рис. 15). В конечном счете в

1980-х остановились на последова-

тельности расстояний между швами

3,7, 4,6, 4,0 и 4,3 м, и это привело к

успеху (Delatte, 2008, стр. 146). В ре-

комендациях AASHTO тоже совето-

вали не устраивать плит одинаковой

ширины и избегать длины пли-

ты, кратной 2,3 м (AASHTO, 1993,

II-49). Особенно актуальными были

эти советы, когда устраивали швы

без штырей, и высота уступов быс-

тро возрастала. Сейчас же проблема

резонанса при гармонических ко-

лебаниях движущегося автомобиля

стоит менее остро.

Как уже говорилось, цементо-

бетонное покрытие в США имеют

дороги общим протяжением около

100 тыс. км, из которых полови-

на приходится на многополосные

межштатные дороги. Если привести

их длину к ширине одной полосы

проезжей части, которая составля-

ет 3,66 м (12 футов), то получится

805 тыс. км (Pavement Consultancy

Services,1991). Ясно, что поддержа-

ние ездовых качеств, шероховато-

сти и сцепления шины с бетонным

покрытием на таком большом про-

тяжении дорог является важной

задачей для обеспечения комфор-

Литература

1. Коганзон М.C. Автомобилизация

требует жестких дорожных одежд. //Стро-

ительство: новые технологии – новое

оборудование: всероссийский отраслевой

журнал. – 2005. – №10. – С. 5–12.

2. Ушаков В.В. Ремонт цементобетон-

ных покрытий автомобильных дорог. Об-

зорная информация // Автомобильные

дороги. – 2002. – №6. – С. 1–11.

3. Носов В.П. Причины образования

уступов на цементобетонных покрытиях

автомобильных дорог / В.П. Носов, А.А.

Фотиади // Наука и техника в дорожной

отрасли. – 2008. – №3. – С. 20–22.

4. Velasquez, Retal. Implementation of

the MEPDG for New and Rehabilitated

Pavement Structures for Design of Concrete

and Asphalt Pavements in Minnesota. Report

MN/RC 2009-06, St. Paul, Minnesota. –

229 pgs.

Hall, K., D. Dawood, et al. Long-Life

Concrete Pavements in Europe and Canada.

Report № FHWA-PL-07-027. – 2007. –

Рp. 1–84.

5. Blanchard, A.H. Elements of highway

engineering. – John Wiley & Sons, 1915. – 514

pgs.

6. Snell, L.M., B.G. Snell. Oldest concrete

street in the United States // Concrete

International, 2002. – С. 72–74.

7. Pasko, T.J. Concrete pavements – past,

present, and future // Public Roads, 1998. –

Vol. 62 – No. 1 – Рp. 1–9.

8. Harger, W.G. Rural Highway and

Pavements. – NewYork, McGraw-Hill Book

Company, Inc., 1924. – Рp. 1–637.

9. Иванов Н.Н. Методы расчета и выбо-

ра толщины покрытий // Дорога и Автомо-

биль. – 1933. – № 1.

10. Taylor, P.C., S.H. Kosmatka,

G. F. Voigt. Integrated Materials and

Construction Practices for Concrete Pavement:

A State-of-the-Practice Manual, Iowa State

University. FHWA, 2007. – Рp. 1–326.

11. IndianaDOT: (2011) Highway Certified

Technician Program Training Manuel. –

2011. – 109 pgs.

12. Delatte, N. Concrete Pavement Design,

Construction, and Performance. – Taylor &

Francis, London and New York, 2008. – Рp.

1–372.

13. Colorado Department of Transportation.

Pavement Design Manual. – 2015. – 601 pgs.

14. Muench, S. – 2003. – http://www.

ce.washington.edu/people/faculty/faculty.

php?id=32

15. Caltrans. Highway Design Manuel. –

2014. – March, 07. – 765 pgs.

16. Caltrans. Maintenance Technical

Advisory Guide – Rigid Pavements, 2006. –

217 pgs.

17. Bejarano, M. O., J. T. Harvey.

Accelerated Pavement Testing of Drained

and Undrained Pavements Under Wet Base

Conditions.Transportation Research Record

№1816, TRB, National Research Council,

Washington, D.C. – Рр. 137–147.

18. Corley-Lay, J., C.S. Morrison. Thirty-

Three year performance of jointed concrete

test sections in North Carolina. Transportation

Research Record 1806. – 2002. – Рр. 88–94.

19. Глушков Г.И. и др. Жесткие по-

крытия аэродромов и автомобильных

дорог. М.: Транспорт, 1987. – 255 с.

20. AASHTO. Guide for Design of

Pavement Structures. Washington, D.C.

American Association of Highway and

Transportation Officials. – 1993.

21. Pavement Consultancy Services.

Guidelines and methodologies for the

rehabilitation of rigid highway pavements

using asphalt concrete overlays.Report

for NAPA and SAPAE,Beltsville, MD.–

1991.

табельности и безопасности дви-

жения. С 1970 г. по решению Феде-

ральной дорожной администрации

в США цементобетонное покрытие

должно иметь бороздки для улучше-

ния сцепления с шиной.

Вначале строили покрытия с по-

перечными бороздками в свежеуло-

женном бетоне с глубиной пример-

но 3 мм и шириной 3 мм на

расстоянии 13–26 мм друг от друга,

но выяснилось, что они способству-

ют созданию транспортного шума.

Тогда перешли к устройству про-

дольных бороздок, нарезаемых в не-

затвердевшем бетоне боронованием

заостренными стальными стержня-

ми. Типичная глубина – 3–5 мм, а

расстояние между центрами –

19 мм. Покрытия сохраняют создан-

ную таким путем текстуру в среднем

около 20 лет. Если требуется ее воз-

обновить, то параллельные про-

дольные бороздки с глубиной 3 мм,

шириной 3 мм с интервалами 5–6

мм нарезают в бетоне старого по-

крытия алмазным инструментом.

Продольные бороздки уменьшают

опасность защемления пленки воды

в контакте колеса с покрытием и

придают автомобилю боковую

устойчивость при движении на кри-

волинейных участках. При их фре-

зеровании одновременно срезают

невысокие уступы в швах. После

фрезерования текстура сохраняется

8–10 лет. Проводят 3–4 повторных

фрезерования. С учетом этого при

проектировании толщину плиты

увеличивают примерно на 1 см.

инновации

Устройство и герметизация деформационных швов в монолитном цементобетонном покрытии

В монолитном цементобетонном покрытии устраиваются деформационные швы согласно ТКП 45-3.03-88 и ТКП 45-3.03-244. Деформационные швы герметизируются и армируются с целью частичного распределения нагрузки на соседние плиты и предотвращения образования ступеней во время эксплуатации по-крытия и проезда автотранспорта. Для улучшения работы покрытия швы, как пра-вило, выполняются наклонными с уклоном 1:10 в плане.

В монолитном цементобетонном покрытии устраиваются деформационные швы:

Температурные швы с целью сохранения устойчивой работы покрытия при температурных перепадах.
Контрольные швы обеспечивают трещиностойкость на начальном этапе.
Швы коробления уменьшают температурные деформации при неравномерном распределении тепла по высоте плиты.
Швы продольные выполняются при ширине поверхности не менее 4,5 м.

Швы рабочие выполняются при остановках в бетонировании.
Швы расширения обеспечивают свободное перемещение плит при расширении, перепадах температуры или увеличении влажности бетона.
Швы сжатия. Благодаря им плиты имеют возможность сжиматься при усадке бетона.

Для герметизации швов применяется мастика МГБЭ Ш-75 (СТБ 1092), в не-обходимых случаях (площадки СНН, АЦТ) применяется маслобензостойкий герметик со специальными свойствами. Для улучшения сцепления с бетоном используют грунтовочные составы.

При армировании швов используются арматурные стержни из стали горячекатаной по ГОСТ 5781 класса А240. Как правило, используется стальной стержень от 16 мм до 25 мм. Длина штырей в продольных швах обычно принимается 750 мм, в остальных деформационных швах – 500 мм. Допускается использование иных материалов согласно нормативным требованиям и серийным материалам. Расстояние между арматурными стержнями определяется расчетом, при этом в швах сжатия оно должно быть 45 см и менее, в продольных швах 150 см и меньше. Швы расширения (шириной 30 мм) в затвердевшем бетоне устраиваются без армирования.

Прокладки для швов расширения берутся из обрезных досок (СТБ 1713) мягких пород древесины. Иногда используются прокладки из полимерных материалов. Они должны быть морозостойкими и стойкими к воздействию микроорганизмов. Также применяют резиновую крошку.

У мостов следует выполнять минимум 3 шва расширения. Их делают у начала и конца моста и на расстояниях около 15 и 30 м от сооружения.

Конструкционные и технологические швы в монолитном бетоне

Как правило, возводимые бетонные и железобетонные конструкции бетонируются отдельными сопрягаемыми между собой участками.

Разбивка конструкций на блоки (или карты) бетонирования проводится как по конструктивным, так и по технологическим соображениям. Конструктивная разбивка призвана обеспечить направленную деформацию отдельных участков конструкций и сооружений, а технологическая учитывает неизбежные перерывы в работе, общую организацию работ, возможности используемых механизмов и пр.

Деформационные швы можно подразделить на осадочные, температурные и усадочные.

Осадочными швами разделяют элементы сооружений, воспринимающих различные по величине и характеру приложения нагрузки там, где неразрезность конструкции не предусмотрена проектом. Так, осадочные швы отделяют колонны и фундаменты под оборудование от примыкающих к ним полов. Осадочные швы могут быть образованы обмазкой зоны примыкания конструкций битумом, установкой в зоне стыка деревянной разделительной прокладки и т.п. Ширина осадочного шва должна быть возможно меньшей — 7—10 мм.

Статья ресурса monolitniy.ru — строительные услуги в Москве и Подмосковье, а также статьи по строительству: монолитное строительство, строительство кирпичных домов, наружная и внутренняя отделка

Температурные швы обеспечивают возможность сжатия и расширения отдельных зон сооружения при охлаждении и нагреве без коробления и трещинообразования. Такие швы устраивают для распластанных (дороги, аэродромы, откосы каналов) и протяженных (подпорные стены) конструкций, эксплуатируемых на открытом воздухе. Температурные швы устраивают также в массивных конструкциях (плотины, крупные фундаменты), подверженных экзотермическому разогреву при твердении бетона. Расстояние между температурными швами расчетное, а местоположение швов указывается в проекте сооружения. Шов расширения предусматривает устройство зазора между картами бетонирования, заполняемого легко деформируемым материалом, предотвращающим проникание в шов влаги и мусора.

В массивных сооружениях температурные швы не подразделяют на швы сжатия и расширения. Основным требованием к конструкциям швов массивных гидросооружений является обеспечение их водонепроницаемости. С этой целью в шов закладывают специальные противофильтрационные шпонки из нержавею¬щего металлического листа или шпонки из пластического водонепроницаемого материала (битума, асфальта и т.п.).

Усадочные швы необходимо предусматривать в протяженных и в массивных конструкциях для предотвращения неупорядоченного трещинообразования при усадке твердеющего бетона. Таким образом, цель их устройства аналогична цели устройства температурных швов сжатия. В отличие от последних усадочные швы необходимы и при постоянной температуре эксплуатации конструкций.

Ядро массивных элементов находится в стабильном влажностном режиме и не подвержено усадке, которая развивается только в поверхностных зонах. В связи с этим считают, что температурные швы гидросооружений выполняют роль температурно-усадочных. Усадочные швы в тонких монолитных стенах следует устраивать не реже чем через 5—6 м по длине, а также в местах изменения сечения или высоты стены. Обязательно устройство усадочных швов в стенах вблизи углов.

Усадочные швы в бетонных полах устраивают через 6—12 м. Боковые грани продольных швов покрывают битумом. Поперечные швы делают с “замком”, либо надрезая покрытие на 1/3—1/5 толщины аналогично тому, как это делают для температурных швов сжатия. Надрезы бетонных покрытий можно производить, погружая в свежеуложенный бетон на необходимую глубину стальную полосу и извлекая ее после начала схватывания.

В последние годы с появлением эффективного камнерезного оборудования расширяется практика нарезки швов по затвердевшему бетону. В образо¬ванные надрезом пазы заливают горячий битум или заполняют эффективными полимерными материалами, сохраняющими высокую эластичность во времени и обладающими высокой адгезией к бетону стенок шва. Такой способ устройства швов обеспечивает их высокое качество.

При разбивке конструкций на блоки (карты) бетонирования по возможности следует устраивать швы, выполняющие сразу несколько функций. Так, температурный шов расширения выполняет одновременно функцию шва сжатия. Конструкции швов сжатия и усадочных швов сходны, поэтому часто устраивают совмещенные температурно-усадочные швы. Температурные швы расширения удобно совмещать с осадочными швами.

Рабочие швы являются сугубо технологическими. Рабочие швы часто называют строительными, либо швами бетонирования. Их устройство вызвано неизбежными остановками бетонирования из-за всевозможных организационных (окончание рабочей смены, поломка оборудования, нехватка материалов и т.

п.) и технологических причин (необходимость монтажа вы¬шележащей арматуры, перемонтаж лесов и опалубки, ограничение нагрузок на поддерживающие конструкции и т.п.).

В отличие от деформационных швов, в рабочем шве должны быть исключены перемещения стыкуемых поверхностей относительно друг друга. Число рабочих швов должно быть минимальным. Поэтому перерывы в бетонировании следует делать в местах деформационных швов, что не всегда удается.

Рекомендации по величине допустимого интервала перекрытия слоев бетона до образования рабочего шва весьма расплывчаты и противоречивы. Так, в различных источниках предлагается, чтобы этот интервал не превышал времени “начала схватывания цемента”, “начала схватывания бетона”, “начала схватывания цемента в бетоне”, просто “времени схватывания бетона” и пр. К сожалению, ни одно их этих определений не является формализованным, что затрудняет анализ их обоснованности. В отдельных источниках рекомендуются ориентировочные величины допустимых интервалов в диапазоне 2—4,5 ч.

Практически во всех нормативах выбор величины допустимого интервала поручается лаборатории строительства.

При перерывах в бетонировании качество верхнего (контактного) слоя бетона ухудшается во времени из-за процесса водоотделения. Наиболее интенсивно он протекает в первые 1—1,5 ч. Таким образом, снижение прочности стыка с возрастом “старого” бетона в первые часы после его укладки объясняется уменьшением когезии. Однако прочность стыкового соединения даже при перерыве в бетонировании, составляющем 5 ч и более, существенно выше, чем прочность стыка с полностью затвердевшим бетоном даже при тщательной подготовке его поверхности. Эти полученные в лаборатории результаты не учитывают в то же время важнейшего производственного фактора — возможности повреждения нарождающейся кристаллизационной структуры “старого” бетона при передаче на него нагрузок от разгружаемого материала, движения рабочих и механизмов.

Несмотря на сравнительно низкую водонепроницаемость бетона, фильтрация воды через сооружения в основном происходит по горизонтальным строительным швам. Повышение водонепроницаемости швов также как и улучшение прочности сцепления достигают сокращением времени между перекрытием слоев. Выделяют два периода в процессе структурообразования материалов на цементном вяжущем. Первый период формирования структуры характеризуется преобладанием коагуляционной структуры с тиксотропнообратимыми свойствами; второй — период упрочения — характеризуется преобладанием кристаллизационно-коагуляционной структуры со свойствами упругохрупкого тела.

На практике критическая продолжительность перерыва в укладке смеси, соответствующая началу формирования кристаллизационной структуры, определяется возможностью “старого” бетона разжижаться при вибрации. Когда при погружении в него вибратора образуются незаплывающие трещины, следует устраивать рабочий шов. При перерывах больше установленного времени дальнейшая укладка смеси может проводиться только после набора ранее уложенным бетоном прочности не менее 1,5 МПа. В противном случае его структура может быть нарушена.

Снижение прочности сопряжения “старого” и “нового” бетона по сравнению с монолитным сечением объясняется меньшей величиной сил адгезии растворной части нового бетона к затвердевшему бетону по сравнению с силами внутреннего сцепления материала (когезии), определяющими прочность старого и нового бетона. Кроме того, шов является границей изменения направления усадочных деформаций стыкуемых участков конструкций. Поэтому зона шва становится “предварительно напряженной” растягивающими усилиями. При укладке бетонной смеси на слой ранее уложенного бетона необходимо получить высокую плотность, а часто и прочность стыка. Требования к плотности стыка носят общий характер и направлены на обеспечение долговечности бетона и предотвращение коррозии арматуры. Во всех случаях обязательной является очистка поверхности ранее уложенного бетона от пыли, грязи, масла и строительного мусора. Для предотвращения обезвоживания укладываемой смеси бетонное основание следует увлажнить. Перед укладкой бетонной смеси, в особенности при средней и низкой ее подвижности, бетонное основание рекомендуется накрыть слоем цементно-песчаного раствора. Этот слой толщиной 1,5—3 см устраивают для заполнения всех неровностей на поверхности основания и, кроме того, для предотвращения образования не заполненных растворной частью гнезд крупного заполнителя в случае возможного расслоения бетонной смеси при разгрузке.

Прочность стыка старого и нового бетона зависит от характера приложения разрушающей нагрузки, температурно-влажностных условий выдерживания обоих бетонов и большой группы факторов, определяющих адгезию растворной части нового бетона к поверхности ранее уложенного. В 1933—1934 гг. в ЦНИИПСе были проведены широкие исследования сцепления нового бетона со старым и обобщены результаты работ, выполненных во Франции, Германии и США. В выводах этого исследования, а также в ряде отечественных и зарубежных руководящих материалов по производству бетонных работ содержатся рекомендации удалять с поверхности затвердевшего бетона пористый слой растворной части вместе в карбонатной пленкой. Эта пленка толщиной 20—30 мк возникает при взаимодействии минералов цемента с содержащейся в воздухе углекислотой.

Проще всего удалять карбонатную пленку с поверхности бетона перед концом его схватывания. Для это¬го поверхность уложенного бетона обрабатывают водяной или водовоздушной струей под давлением 0,5—0,7 МПа. Водовоздушную обработку применяют при наличии на стройплощадке водопровода с низким давлением. К моменту обработки в бетоне уже должна образо¬ваться достаточно прочная структура с тем, чтобы не нарушить сцепление крупного заполнителя с растворной частью. Прочность бетона к моменту обработки водовоздушной струей должна составлять 0,2—0,4 МПа. При такой прочности по поверхности бетона можно ходить, но еще видны следы от обуви, и поверхность поддается продавливанию при нажиме пальцем с некоторым усилием. Время достижения этой прочности в зависимости от свойств используемого цемента, состава бетона и температуры воздуха колеблется от 4 до 18 ч. На практике далеко не всегда имеются условия для описанной технологии удаления поверхностной пленки. Кроме того, она неприемлема при отрицательных температурах воздуха и для вертикальных стыкуемых поверхностей, которые длительное время закрыты опалубкой.

Для сухой очистки поверхности окончательно несхватившегося бетона от карбонатной пленки применяют металлические щетки и метлы с проволочной щетиной. Снятие пленки с поверхности затвердевшего бетона производят пескоструйной или гидропескоструйной обработкой, а также очисткой шарошками и механическими щетками с жесткой проволочной щетиной, бучардами вращающегося действия. Применение для снятия пленки механизмов ударного действия (на базе перфораторов, отбойных молотков и т.п.) должно быть исключено, так как при этом можно повредить наружный слой бетона стыкуемой поверхности. Применение механических способов снятия пленки с поверхности затвердевшего бетона возможно только после набора им определенной прочности, чтобы не по¬вредить нижележащие слои. В то же время с набором бетоном прочности зачистка поверхности шва осложняется. Приводные щетки целесообразно применять при прочности бетона 2—3 МПа. При большей прочности бетона эффективность обработки поверхности щетками снижается как из-за необходимости увеличивать продолжительность очистки, так и по причине повышенного износа щеток.

Наверное, не стоит напоминать, что хорошо заделанные швы в конструкции дома исключают возможность сквозняков и утечки тепла, что особенно важно, когда в квартирах маленькие дети. Об этом нужно позаботиться загодя — а также заказать для малыша что-нибудь из богатого ассортимента, которым славится магазин Evenflo, широко распространивший свою продукцию по просторам Интернета.

Мой блог находят по следующим фразам
• чертеж арматуры
• технология монолитных колонн
• арматурная сетка чертеж
• чертеж арматурной сетки
• схема установки ригелей для заливки плиты перекрытия
• monolitniy.ru

Конструирование жестких дорожных одежд

Навигация:
Главная → Все категории → Проектирование дорог

Конструирование жестких дорожных одежд Конструирование жестких дорожных одежд

К жестким дорожным одеждам относятся покрытия из цементного бетона и железобетона. Цементобетонные покрытия устраивают или из цементобетонной смеси, укладываемой на дороге, или из плит, изготавливаемых на заводах или полигонах. В первом случае покрытия называются монолитными и могут быть без арматуры и с арматурой обычно в виде сетки из стальных прутьев. Иногда применяют арматуру из стальных предварительно напряженных стержней или пучков проволоки из высокопрочной стали. Во втором случае покрытия называются сборными, и плиты могут быть различных размеров и веса, обычно со стальной арматурой. Их доставляют на дорогу, укладывают на проезжую часть и связывают между собой, сваривая концы выпущенной арматуры.

Рис. 1. Конструкция дорожной одежды из монолитного цементобетона:

Бетонное покрытие обладает высокой жесткостью, ровностью и обеспечивает хорошее сцепление поверхности с колесами подвижного состава.

Наибольшее распространение получили бетонные монолитные покрытия. Но поскольку бетон под действием изменяющейся температуры меняет свои размеры, а дорожная одежда имеет значительную длину и ширину, то во избежание образования трещин монолитное покрытие разделяют швами на отдельные плиты. Швы, дающие возможность плите расширяться при повышении температуры, называют швами расширения, а те, которые позволяют плите сжиматься при понижении температуры, — швами сжатия. Швы нарезают в покрытии после укладки и уплотнения бетонной смеси, а затем заполняют их мастикой.

При постройке дорог с бетонным покрытием особое внимание должно быть обращено на устройство прочного недеформируемого земляного полотна, так как даже незначительные просадки или местное пучение грунта изменяют положение плиты, в швах появляются уступы и движение автомобилей с высокой скоростью становится невозможным.

Основание устраивают из щебня, гравия, шлака, грунта, укрепленного вяжущими материалами. На дорогах III категории и на отдельных участках дорог II категории с пониженной интенсивностью движения и благоприятными природными условиями, исключающими переувлажнение основания, допускается устройство основания из песка. На поверхность основания укладывают выравнивающий слой 2 из обработанного органическими вяжущими песка толщиной 3 см или из необработанного песка толщиной 5 см с целью выравнивания поверхности и уменьшения напряжений в плитах при короблении или перемещении от воздействия температуры.

Основание устраивают шире цементобетонного покрытия не менее чем на 0,5 м с каждой стороны и не менее ширины краевых укрепительных полос.

Дополнительный 4-й слой основания устраивается на дорогах в I—III климатических зонах, а также в сырых местах IV и V зоны; он является также дренирующим и морозозащитным слоем.

В тех местах, где невозможно обеспечить неизменяемость земляного полотна, например на пересечении болот с использованием торфа в основании под земляным полотном, на высоких насыпях, над трубами и т. п., бетонные плиты армируют сварной сеткой из арматуры диаметром 6 и 4 мм, с клеткой 100X250 мм, располагая ее в 5 см от верхней поверхности плиты.

Для уменьшения температурных напряжений в покрытии устраивают продольные и поперечные швы. Продольный шов назначают при ширине покрытия более 4,5 м по типу шва сжатия. Швы расширения устраивают на расстоянии от 20 до 72 м в зависимости от толщины плиты, температуры воздуха во время бетонирования и типа основания под плитой. Ширину шва принимают 20 — 30 мм. Швы сжатия размещают между швами расширения на расстоянии 5-6 л.

Для обеспечения совместной работы плит при проходе колес с одной плиты на другую края плит соединяют при помощи стальных штырей. Диаметр штырей в продольном шве и швах сжатия принимают 18мм, в швах расширения — от 20 до 25 мм, в зависимости от толщины плиты. Длина штырей 50 см, а в продольном шве 75 см.

Штыри одним концом заделываются в бетон, другой конец Должен свободно скользить в плите при ее перемещении. Для предохранения от схватывания бетона со штырем поверхность последнего изолируют битумной пленкой толщиной не более 0,3 мм и на конец надевают металлический колпачок.

Остающийся в колпачке зазор заполняется на 20—30 мм войлоком или опилками. Штыри в продольных швах устанавливают без изоляции.

При устройстве покрытий на песчаных основаниях края плит армируют двумя стержнями периодического профиля диаметром 12 мм, располагая их на 5 см выше нижней поверхности ив 10 и 30 см от боковых граней плиты, примыкающих к обочинам.

Рис. 2. Конструкция швов:
а — расширения; б — сжатия; в — ложный шов сжатия; 1 — цементобетон; 2 — стальной стержень; 3 — битумная обмазка стержня; 4 — заделка шва мастикой; 5 — деревянная прокладка; 6 — колпачок; 7 —заполнение колпачка из войлока или опилок

Рис. 3. Размещение штырей в швах покрытия из монолитного бетона.
А и Б — детали размещения стержней у кромки проезжей части. L — расстояние между швами расширения, I — расстояние между швами сжатия; 1 — шов расширения; 2—шов сжатия; 3— продольный шов при ширине проезжей части более 6 м; 4 — штыри

Похожие статьи:
Исполнительные чертежи

Навигация:
Главная → Все категории → Проектирование дорог

Статьи по теме:

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

Типы швов бетонной конструкции, жесткое дорожное покрытие,

Что такое швы цементобетонного дорожного покрытия?

Эффективная система стыков является важным фактором успешного функционирования цементобетонных дорог. Стяжки и дюбели предназначены для поддержания прочности дорожного покрытия в местах стыков, а также для передачи нагрузки.

Типы

Швы в цементном строительном покрытии

Поперечные швы.
Продольные соединения.

Поперечные швы типа

Компенсаторы.
Деформационные швы.
Деформационные или шарнирные соединения.
Строительные швы.

Компенсационные швы

Компенсационные швы обеспечивают пространство, в которое может расширяться покрытие. Эти соединения снимают сжимающие напряжения, возникающие в бетонной плите из-за расширения. Компенсационные швы также снимают напряжения, вызванные строительством и короблением.

Типы деформационных швов Бетонная конструкция

Деформационные швы

Деформационные швы снимают напряжения, возникающие в бетоне в результате усадки.Они предотвращают образование неравномерных трещин в деформационных швах, а также снимают напряжения из-за коробления.

Деформационные швы Швы должны быть спроектированы таким образом, чтобы допускать смещения между обеими сторонами плиты, но в то же время они должны передавать изгибающие напряжения, создаваемые в плите внешними нагрузками.

Деформационные швы

Деформационные швы снимают напряжения за счет эффекта коробления, возникающего в плите. Эти швы обычно используются для продольных швов, разделяющих тротуар на полосы.

В бетонной плите возникает тенденция к короблению из-за разницы температур между верхом и низом плиты.

В 12 часов дня температура на верхней поверхности плиты будет выше, чем на нижней. Это приводит к тому, что верхние волокна плиты расширяются в большей степени, чем нижние волокна, и плита деформируется вниз по краям.

Аналогично, в 12 ночей температура нижней части плиты выше, чем температура в верхней части плиты, и плита коробится вверх по краям.

Строительные швы

Из-за прерывания непрерывности бетонирования, в конце дня или в другое время необходимо предусмотреть шов.

В неармированном бетонном покрытии предусмотрена стяжка для предотвращения раскрытия шва.

При армировании цементобетонного покрытия арматура должна выступать не менее чем на 0,3 м за пределы этого шва.

Деформационный шов Типы швов Бетонная конструкция

Изолирующие швы

Изолирующие швы имеют одну очень простую цель: они полностью изолируют плиту от чего-либо еще.Этим чем-то еще может быть стена, колонна или водосточная труба. Вот несколько вещей, которые следует учитывать при использовании изоляционных соединений.

Продольные стыки

Эти стыки предназначены для предотвращения продольного растрескивания и позволяют построить дорогу удобной ширины.

Швы деформирующего типа обычно используются, и не предусмотрено поперечное расширение и сжатие дороги.

Продольный шов Типы швов бетонной конструкции

Две основные причины продольного растрескивания

Высокая деформационная нагрузка
Большие колебания влажности почвы под краем, чем под центром дороги в случае глинистой почвы.

Заполнитель швов

Деформационные швы обычно заполняются сжимаемым материалом для заполнения швов до 2,5 см от поверхности плиты.

Эластичный, чтобы его можно было сжать без растяжения и чтобы он восстанавливал свой первоначальный размер после снятия сжимающей нагрузки.
Не должен портиться при колебаниях влажности и температуры.

Герметик для швов

Герметик для швов предназначен для герметизации швов от проникновения воды и песка без ухудшения дорожного покрытия.

Уплотнительный материал

Резино-битумная смесь.
Окисленный битумный флюс.

Преимущества размещения строительного шва

Свободное горизонтальное перемещение пола
Ограниченное вертикальное перемещение
Оптимальная передача нагрузки между двумя бетонными

Также читайте

%PDF-1.6 % 207 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 207 173 0000000016 00000 н 0000004379 00000 н 0000004580 00000 н 0000004617 00000 н 0000005285 00000 н 0000005724 00000 н 0000006372 00000 н 0000006595 00000 н 0000007751 00000 н 0000008387 00000 н 0000008499 00000 н 0000008613 00000 н 0000008881 00000 н 0000009413 00000 н 0000009675 00000 н 0000010226 00000 н 0000010311 00000 н 0000010582 00000 н 0000010903 00000 н 0000010947 00000 н 0000011032 00000 н 0000011669 00000 н 0000013493 00000 н 0000013850 00000 н 0000014032 00000 н 0000015915 00000 н 0000017790 00000 н 0000019556 00000 н 0000021282 00000 н 0000023019 00000 н 0000023319 00000 н 0000023895 00000 н 0000024165 00000 н 0000024642 00000 н 0000026268 00000 н 0000028350 00000 н 0000036252 00000 н 0000041141 00000 н 0000044687 00000 н 0000049479 00000 н 0000049603 00000 н 0000049638 00000 н 0000049667 00000 н 0000049742 00000 н 0000062852 00000 н 0000063184 00000 н 0000063250 00000 н 0000063368 00000 н 0000063397 00000 н 0000063472 00000 н 0000063501 00000 н 0000063576 00000 н 0000063673 00000 н 0000063819 00000 н 0000064107 00000 н 0000064162 00000 н 0000064278 00000 н 0000064313 00000 н 0000064388 00000 н 0000078871 00000 н 0000079203 00000 н 0000079269 00000 н 0000079387 00000 н 0000079501 00000 н 0000079536 00000 н 0000079611 00000 н 0000084942 00000 н 0000085269 00000 н 0000085335 00000 н 0000085453 00000 н 0000085488 00000 н 0000085563 00000 н 0000090993 00000 н 0000091320 00000 н 0000091386 00000 н 0000091504 00000 н 0000091987 00000 н 0000092241 00000 н 0000092543 00000 н 0000094386 00000 н 0000094645 00000 н 0000094946 00000 н 0000096341 00000 н 0000096619 00000 н 0000096930 00000 н 0000097005 00000 н 0000097040 00000 н 0000097115 00000 н 0000145421 00000 н 0000145751 00000 н 0000145817 00000 н 0000145933 00000 н 0000146008 00000 н 0000146123 00000 н 0000146395 00000 н 0000146766 00000 н 0000146841 00000 н 0000146954 00000 н 0000147243 00000 н 0000147318 00000 н 0000147393 00000 н 0000147468 00000 н 0000147543 00000 н 0000147665 00000 н 0000147811 00000 н 0000148142 00000 н 0000148197 00000 н 0000148313 00000 н 0000148388 00000 н 0000148648 00000 н 0000148697 00000 н 0000148754 00000 н 0000148830 00000 н 0000149138 00000 н 0000149186 00000 н 0000152326 00000 н 0000410650 00000 н 0000411056 00000 н 0000411348 00000 н 0000411423 00000 н 0000411498 00000 н 0000411577 00000 н 0000411656 00000 н 0000411777 00000 н 0000411923 00000 н 0000412226 00000 н 0000412281 00000 н 0000412397 00000 н 0000412472 00000 н 0000412507 00000 н 0000412582 00000 н 0000450627 00000 н 0000450945 00000 н 0000451011 00000 н 0000451127 00000 н 0000451202 00000 н 0000451433 00000 н 0000451516 00000 н 0000451571 00000 н 0000451634 00000 н 0000454781 00000 н 0000910386 00000 н 0000910892 00000 н 0000911184 00000 н 0000911476 00000 н 0000911535 00000 н 0000911607 00000 н 0000911682 00000 н 0000911762 00000 н 0000911818 00000 н 0000911908 00000 н 0000911964 00000 н 0000912055 00000 н 0000912111 00000 н 0000912221 00000 н 0000912277 00000 н 0000912386 00000 н 0000912442 00000 н 0000912569 00000 н 0000912625 00000 н 0000912729 00000 н 0000912785 00000 н 0000912899 00000 н 0000912955 00000 н 0000913084 00000 н 0000913139 00000 н 0000913254 00000 н 0000913309 00000 н 0000913404 00000 н 0000913459 00000 н 0000913552 00000 н 0000913609 00000 н 0000003756 00000 н трейлер ]/предыдущая 1757260>> startxref 0 %%EOF 379 0 объект >поток htOhPǿ/MiV3ڴU6DozAF0}* :ZADtz=C O=

Разрушения жестких покрытий|Ремонт и техническое обслуживание цементобетонных дорог

Эта глава полностью посвящена разрушениям жесткого покрытия и кратко техническому обслуживанию Цементно-бетонного покрытия . Ниже приведены два основных фактора, ответственных за разрушения жестких покрытий или цементобетонных покрытий

Дефицит материалов покрытия: Различные дефекты жестких покрытий из-за плохого качества изготовления, использования мягких заполнителей, плохой отделки поверхности, неправильного отверждения, низкого качества заполнителя швов и т. д.

Несоответствие конструкции: Если система дорожного покрытия структурно нестабильна, например, из-за недостаточной толщины дорожного покрытия, неадекватной опоры земляного полотна, плохого грунта земляного полотна, неправильного расстояния между швами и т. д., в жестких покрытиях возникают различные разрушения в виде расширения швов, растрескивания углов плит и т.д.
Что такое Разрушение жесткого покрытия?

Ниже приведены некоторые типичные разрушения жесткого покрытия:

(1) Откачка бурового раствора

(2) Масштабирование цементобетона

(3) Усадочные трещины

(4) Выкрашивание соединений

(5) Структурные трещины

(6) Трещины коробления.

Теперь будет кратко описано каждое из вышеперечисленных типичных разрушений жесткого покрытия.

Вода просачивается через стыки, трещины и края жестких покрытий и образует почвенную суспензию, известную как грязь. При прохождении тяжелого груза по дорожному покрытию грязь выбрасывается через стыки и трещины дорожного покрытия и, таким образом, происходит откачка грязи.

Из-за повторяющихся откачек бурового раствора происходит значительное вымывание мелкозернистого грунта из земляного полотна, что приводит к отсутствию крепи в этих точках.Продолжающееся движение транспорта приводит к дальнейшему растрескиванию дорожного покрытия, и, таким образом, разрушение жесткого дорожного покрытия из-за закачки бурового раствора обычно носит прогрессирующий характер.
- Отложения на цементном бетоне:
Из-за общего износа бетона в цементобетонных покрытиях наблюдается образование отложений, в основном из-за дефицита бетонной смеси или присутствия некоторых химических примесей, которые повреждают смесь . Отложения цементобетона обнажают заполнитель смеси, и поверхность тротуара становится шероховатой и потертой на вид.

Усадочные трещины образуются в процессе твердения цементобетонных покрытий сразу после их устройства и могут быть как в поперечном, так и в продольном направлении.

Предварительно сформированные наполнители иногда укладываются в наклонном направлении во время строительства, и это неправильное выравнивание приводит к нависанию слоя бетона на верхней стороне. Соединение впоследствии показывает чрезмерное растрескивание и проседание.

Если толщина дорожного покрытия недостаточна для того, чтобы выдержать нагрузку транспортных средств, происходит структурное растрескивание, и, как правило, дорожное покрытие трескается по углам и краям, как показано на рис.12-8. Структурные трещины могут возникать как в продольном, так и в поперечном направлениях. Тот факт, что растрескивание произошло из-за несоответствия конструкции, должен быть тщательно установлен.
Рис.1. разрушение бетонного покрытия
Если швы не рассчитаны соответствующим образом на коробление плит по краям, возникают чрезмерные напряжения коробления, и трещины на плите проявляются неравномерно. Во избежание образования трещин при короблении предусмотрены шарнирные соединения или в местах соединений должна быть размещена соответствующая арматура, воспринимающая напряжения деформации.

Ремонт и техническое обслуживание цементобетонных дорог

Цементобетонные дороги, если они хорошо спроектированы и правильно построены, требуют минимального обслуживания.

Ниже приведены четыре основных пункта технического обслуживания цементобетонных дорог:

(1) Обслуживание соединений

(2) Бурение

(3) Ремонт заплат

(4) Обработка трещин.

Обслуживание соединений:
Швы являются самыми слабыми частями цементобетонного покрытия, поэтому их следует периодически проверять и содержать в надлежащем состоянии во время плановых работ по техническому обслуживанию.

Желательно заменить поврежденный герметик до начала сезона дождей. Деформационные и компенсационные швы открываются и после очистки щеткой заполняются подходящим материалом, предпочтительно битумным герметиком на основе каучука.

Со временем наполнитель швов может быть поврежден или испорчен. В таких случаях весь шов тщательно заново создается путем удаления наполнителя и герметика, а затем заполнения новыми материалами.Открытие сустава наиболее широкое в зимний период, поэтому замену сустава предпочтительно производить только в зимний период.

Грунтовка:

Термин «грязевой домкрат» используется для обозначения подъема осевшей цементно-бетонной плиты или заполнения пустоты под плитой цементным раствором.

Процедура подъема бурового раствора следующая:
- Отверстия бурового домкрата диаметром от 40 мм до 60 мм просверливаются на 1.5 м до 3 м друг от друга в плите.
- Отверстия очищаются сжатым воздухом.
- Раствор продавливается через эти отверстия под давлением. Затирка обычно представляет собой либо цементно-песчаную смесь 1:3,5, либо битумную. Давление будет зависеть от опыта прошлых успешно проведенных подобных операций.
- Благодаря давлению снизу плита поднимается и удерживается на месте до затвердевания раствора.
Возможна также буровая установка сбоку, что избавит от необходимости сверления отверстий в плите.

Вдоль тротуара делается траншея, и под плиту вбивается труба на достаточном расстоянии для транспортировки цементирующего материала в нужное место.

Ремонт заплат:
Заделка может производиться на полную или частичную глубину, в зависимости от состояния поврежденного или изношенного участка дороги.

Для неглубоких впадин обработка заключается в выскабливании всего рыхлого материала из углубленной части с последующим покрытием поверхности чистым цементным раствором. Затем залитая часть покрывается жесткой бетонной смесью.

Для успешного ремонта можно использовать эпоксидную смолу. После нанесения слоя эпоксидной смолы поверхность засыпается песком, а затем укладывается слой асфальтобетона. Песок предотвращает сползание поверхностного покрытия. Эпоксидная смола служит не только в качестве клея, но и в качестве барьера для влаги между битумным бетоном и предыдущей поверхностью.

В случае глубоких впадин дефектный участок дорожного покрытия разрушается на всю глубину, удаляется и заменяется свежим цементным бетоном.Поверхность обрабатывается вручную терками, мастерками и кромочными инструментами. Бетон покрывают защитным составом, и когда поверхность становится достаточно твердой, разрешается движение транспорта по отремонтированному покрытию.

Если площадь дефекта для латочного ремонта на всю глубину больше, вместо монолитных бетонных работ можно использовать сборные плиты. После разрушения и удаления поврежденного участка дорожного покрытия сборная плита соответствующим образом укладывается с помощью крана, а затем выравнивается по уровню существующего дорожного покрытия.

Лечение трещин:
Трещины на цементобетонных дорогах можно разделить на следующие две категории:
- Структурные трещины
- Температурные трещины.
Структурные трещины:
Образование структурных трещин на цементобетонных дорогах следует рассматривать как серьезное явление. Причины развития таких трещин должны быть надлежащим образом исследованы и только после этого должны применяться лечебные мероприятия.Затраты на техническое обслуживание, понесенные при ремонте структурных трещин, будут потрачены впустую, если не устранить и не устранить основную причину таких трещин.

Температурные трещины:
Эти трещины имеют форму мелких трещин или микротрещин на начальной стадии, а затем расширяются. Работы по ремонту температурных трещин выполняются следующим образом:

(а) Трещины тщательно очищаются от грязи, песка и других незакрепленных частиц. Для этого используют острый инструмент, жесткую щетку и нагнетательный насос.

(б) Для облегчения приклеивания герметизирующего материала поверхность очищенной трещины смазывают керосином.

(в) Трещины заполнены битумным герметиком соответствующей марки после нагревания до жидкой консистенции.

(d) Герметик укладывается примерно на 3 мм выше уровня плиты вдоль трещин,

(e) Наконец, наносится слой песка для временной защиты герметика.

Вам также понравится:
(Посетили 4449 раз, 3 посещения сегодня)

Продолжить чтение

%PDF-1.3 % 1332 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 1332 80 0000000016 00000 н 0000003244 00000 н 0000003458 00000 н 0000003495 00000 н 0000004613 00000 н 0000004678 00000 н 0000004835 00000 н 0000004992 00000 н 0000005149 00000 н 0000005305 00000 н 0000005462 00000 н 0000006073 00000 н 0000006697 00000 н 0000006953 00000 н 0000007066 00000 н 0000007181 00000 н 0000007285 00000 н 0000007925 00000 н 0000008464 00000 н 0000009097 00000 н 0000010192 00000 н 0000011043 00000 н 0000011525 00000 н 0000011615 00000 н 0000012141 00000 н 0000012729 00000 н 0000013703 00000 н 0000014194 00000 н 0000014457 00000 н 0000015038 00000 н 0000015868 00000 н 0000016231 00000 н 0000016491 00000 н 0000016869 00000 н 0000017835 00000 н 0000018835 00000 н 0000019797 00000 н 0000020545 00000 н 0000025125 00000 н 0000029341 00000 н 0000073150 00000 н 0000091658 00000 н 0000091742 00000 н 0000091826 00000 н 0000091910 00000 н 0000092034 00000 н 0000092118 00000 н 0000120799 00000 н 0000120883 00000 н 0000121197 00000 н 0000121250 00000 н 0000121577 00000 н 0000121630 00000 н 0000121932 00000 н 0000121984 00000 н 0000122347 00000 н 0000122400 00000 н 0000122756 00000 н 0000122809 00000 н 0000123194 00000 н 0000123247 00000 н 0000123655 00000 н 0000123708 00000 н 0000124091 00000 н 0000124402 00000 н 0000124741 00000 н 0000124975 00000 н 0000151109 00000 н 0000151150 00000 н 0000186529 00000 н 0000186570 00000 н 0000187183 00000 н 0000187887 00000 н 0000188443 00000 н 0000189226 00000 н 0000189935 00000 н 0000190778 00000 н 0000191670 00000 н 0000003038 00000 н 0000001939 00000 н трейлер ]/Предыдущая 3502110/XRefStm 3038>> startxref 0 %%EOF 1411 0 объект >поток ч-T]h[e~tM&iC9ˢeafRtYiT. :麭UX»»ubnl0!]D0″$»>~/_>

Характеристика характеристик прогиба бетонного покрытия, связанных с нагрузками окружающей среды, с использованием технологии Light Detection and Ranging
https://doi.org/10.1016/j.ijprt.2017.12. 003Получить права и содержание
Abstract

Повторяющийся изгиб в результате колебаний температуры и влажности по всей глубине бетонного покрытия вызывает скручивание и деформацию систем дорожного покрытия из портландцемента (PCC) Несмотря на то, что вопросы скручивания и деформации были тщательно исследованы, стандартизированных методов не существует. или процедуры, доступные в настоящее время для характеристики степени/величины этого отклонения на месте, связанного с окружающей нагрузкой.В этом исследовании обсуждается разработка подробной процедуры для оценки прогиба бетонного покрытия, связанного с нагрузкой окружающей среды, с использованием системы обнаружения и определения дальности света (LiDAR). Системы LiDAR были признаны передовой технологией для проверки транспортной инфраструктуры, но не были широко исследованы для измерения прогиба бетонных покрытий, связанного с нагрузкой окружающей среды. В этом исследовании были проведены полевые исследования на шести выявленных участках бетонного покрытия в Айове путем сканирования поверхностей бетонных плит с помощью стационарного прибора LiDAR.На основе данных плотного облака точек, полученных с помощью прибора LiDAR, был разработан алгоритм обработки данных для получения степеней отклонения, связанного с нагрузкой окружающей среды. Полученные степени прогиба коррелировали с вариациями характеристик дорожного покрытия, составом смеси, конструкцией дорожного покрытия и деталями конструкции на каждом участке. Результаты и результаты этого исследования описывают потенциально новый метод использования системы LiDAR для определения характеристик прогиба бетонного покрытия, связанного с нагрузкой окружающей среды.

Ключевые слова

Ключевые слова

Ключевые слова
Отвращение

Керлинг и деформация

Керлинг и деформация

Обнаружение света (LIDAR)

3D Лазерное сканирование

Автовелометрическая тротуарная дорожка

Рекомендуемая продукция Статьи (0)

© 2017 Китайское общество асфальтирования. Производство и хостинг Elsevier B.V.

Рекомендованные статьи

Ссылки на статьи

Скручивание и деформация бетонных плит

Повествовательная история самого большого мифа о пароизоляции под плитой

Нет более распространенного вопроса, с которым я сталкиваюсь, чем этот:

Подрядчик: Не свернет ли моя плита пароизоляция или замедлитель схватывания?

Ответ: Не так плохо, как если бы ваша плита скручивалась без пароизоляции или замедлителя схватывания!
Это простой ответ.Преимущества защиты плиты от водяного пара пароизоляцией с низкой проницаемостью очевидны. Диффузия водяного пара не только разрушает чувствительные к влаге напольные покрытия, но и беспрепятственная диффузия водяного пара, если ее не остановить из-за отсутствия прочной пластиковой мембраны под плитой, также в значительной степени способствует долговременному короблению плиты.

Загрузить руководство сейчас: 5 фактов о загибе плиты, которые помогут вам спроектировать лучшую плиту

Короткий ответ действительно так прост.Этот вывод не нов — среди ведущих представителей бетонной отрасли в течение многих лет не было особых дебатов по этому вопросу благодаря их работе по изучению науки о скручивании плит за последние несколько десятилетий.

Так почему же это самый распространенный вопрос, который мне задают? Неправильное представление о скручивании плит и пароизоляции — это гораздо более длинная история: почти пятьдесят лет исследований, изменение стандартов, развитие практики и прочная традиция нашей отрасли обучения на рабочем месте среди мастеров.Научные исследования, пересмотр отраслевых стандартов и обучение персонала происходят в совершенно разных местах и по очень разным графикам — и этот процесс продолжается в некоторых уголках нашей отрасли даже сегодня.

Эта статья призвана решить эту историю: плюсы и минусы, история, дебаты и решение этого вопроса среди знаменосцев бетона.

Получите 3-минутный обзор неопровержимых фактов о скручивании бетонной плиты в этом выпуске Stego IQ.

Деформация бетона (вы имеете в виду скручивание, верно?)

Что это: скручивание или искривление? Обычный термин, используемый на рабочем месте, — «керлинг». Когда основной причиной является влага, технический термин для этого явления — «деформация». Несмотря на некоторые технические различия между терминами, их воздействие очень похоже. По этой причине я буду использовать термины «скручивание» и «деформация» как синонимы.

Коробление бетона, по мнению ведущего специалиста отрасли, это:

«…восходящая деформация плиты в трещинах или стыках из-за развития градиента температуры и/или влажности по глубине бетона после укладки плиты.” — Скотт Тарр, Concrete International, сентябрь 2016 г.

То, как развивается этот градиент влажности в плите, является ключом к разгадке всех споров о скручивании плиты и пароизоляции.

Эти пять фактов не только рассказывают историю дебатов; они могут помочь вам спроектировать лучшую плиту с меньшим короблением, объясняя при этом научные выводы, к которым пришли лучшие проектировщики плит в нашей отрасли.

Факт №1: выбросьте устаревшие отчеты

Настоящая судебно-медицинская экспертиза мифа о пароизоляции/скручивании плит может начаться в 1976 году с исследования, опубликованного в ACI Journal Proceedings , в котором оценивались несколько методов строительства «и их влияние на растрескивание бетона на месте и его влияние на прочность». разработка.

Что они нашли? Полиэтиленовая пленка способствовала растрескиванию плиты. Из моего ретроспективного взгляда на исследование я могу сказать, что благодаря гораздо более совершенным технологиям и практикам я могу указать на множество проблем с их методологией.

Во-первых, исследование намеревалось оценить одну вещь — растрескивание — но в итоге прокомментировало проблему, которую они даже не оценивали: деформацию. И все же в 1980 году комитет ACI 302 счел целесообразным добавить это в свой обновленный стандарт по устройству бетонных полов:
.

«Непроницаемые пароизоляционные материалы под бетоном особенно усугубляют пластическое и усадочное растрескивание (и скручивание плит)… следует избегать использования пароизоляционных материалов везде, где это позволяют грунтовые воды и состояние почвы.» — ACI 302.1R-80, раздел 8.4

Вывод этого исследования – и пересмотр стандарта 1980 года – остается сегодня самым большим аргументом в пользу того, чтобы бетонные подрядчики избегали использования пароизоляции. Современный обзор этого исследования 1976 года по растрескиванию бетона показал бы, что исследователи наблюдали растрескивание при пластической усадке и растрескивание при усадке в результате кратковременного коробления когда их испытательные плиты треснули, хотя их исследование специально не оценивал последнее явление.

Спустя полвека этот вывод остается верным: кратковременное скручивание плит часто можно отнести к пароизоляции. Это «вред» в неотъемлемом уравнении, что пароизоляция приносит «больше пользы, чем вреда», когда дело доходит до коробления плиты.

Как это происходит? Дифференциальная сушка. Пароизоляционный слой не позволяет сточной воде (или любой воде, используемой для удобства) впитываться в подстилающее основание или уклон. Это означает, что влага при высыхании бетона будет уходить в основном только сверху, в результате чего плита усаживается быстрее (бетон сжимается по мере высыхания) сверху, чем снизу, и при этом скручивается вверх.

Дифференциальная сушка может усугубляться неблагоприятными условиями окружающей среды. Действительно, исследователи 1976 года указали, что их тестовые плиты были помещены в «жаркий и ветреный день» в засушливом климате Южной Калифорнии. В этих условиях, когда пароизоляция отсутствует, плита, по крайней мере, имеет шанс компенсировать это, позволяя некоторой влаге двигаться вниз, что, вероятно, является причиной того, что исследователи наблюдали большее количество трещин в испытательных плитах с использованием полиэтиленовой пленки.

На протяжении почти четверти века это было началом и концом разговора.Пароизоляция создавала неудобства и способствовала растрескиванию и скручиванию плит. Как вы можете обвинить подрядчика в том, что он избегает их использования?

Последующие советы в этой статье продолжают наш рассказ о том, как был развеян этот миф и улучшены стандарты. Но эта «история происхождения» содержит важный урок для любой передовой практики в строительстве: одно дело быть «старой школой», где стандарты и исследования не эволюционировали. Но когда стандарт пересматривался и улучшался много раз на протяжении десятилетий, не кажется ли вам, что пришло время стряхнуть пыль с издания 1980 года ACI 302.1 и выбросить в мусорный бак?

Факт № 2: Промокательные слои делают ситуацию только хуже

Точно так же, как в 1980 году комитет рекомендовал подрядчикам избегать использования пароизоляции, они усугубили проблему своей рекомендацией использовать промокательный слой.

Первоначальное руководство в редакции 1980 г. предусматривало трехдюймовый слой увлажненного песка или цементно-песчаной смеси между пароизоляцией и плитой. В течение следующих двух десятилетий в 1989 году он превратился в «дренируемую засыпку», а в 1996 году — в «поддающуюся уплотнению гранулированную засыпку (не песок)».

Мысль была одной и той же при каждой ревизии: дайте плите некоторое пространство для выделения влаги вниз при укладке, чтобы избежать растрескивания и кратковременного скручивания.

Непреднамеренные последствия этого руководства только привели к тому, что пароизоляционные материалы снова стали считаться виновниками: в то время как промокательный слой мог временно обеспечивать пространство для высыхания плиты вниз, куда в конечном счете девалась вся эта влага? В течение достаточно долгого времени — с пароизоляцией, выводящей землю из игры — единственным направлением было обратное через плиту.

Таким образом, промокательное «решение» было лишь краткосрочным средством от растрескивания, при этом влага оставалась запертой между замедлителем пара и плитой, создавая большую проблему градиента влажности. Промокательные слои привели к повсеместным поломкам пола, от чего и должна была защищать пароизоляция:

«В некоторых случаях оказалось, что слой насыпи впитал значительное количество воды из-за осадков до или во время укладки плит.В других случаях было установлено, что разрывы, проколы или ненадлежащим образом загерметизированные проходы давали возможность влаге проникать в слой насыпи и свободно перемещаться под плитой, что со временем повышало уровень влажности внутри плиты».

— Питер Крейг FACI, FICRI, CCSMTT, Пожалуйста, без песка!

В 2001 году Комитет 302 ACI обновил свой стандарт, удалив промокательные слои из руководства и рекомендуя укладку бетона непосредственно поверх пароизоляции.

Почти два десятилетия спустя я все еще получаю вопросы о промокательных слоях. Большинство отраслевых экспертов скажут вам не использовать их.

Факт №3: что в смеси?

В течение почти четверти века эта точка зрения на пароизоляцию практически не вызывала возражений в отрасли, даже несмотря на то, что дешевая полиэтиленовая пленка, использованная в исследовании 1976 года, устарела с появлением в конце 1990-х годов высокотехнологичных и экономичных полиолефиновых замедлителей испарения. .

После устранения проблемы промокательного слоя и его негативного влияния на разрушение пола и его долговременное скручивание, в 2004 году Комитет 302 ACI поставил перед собой задачу понять взаимосвязь между многими другими переменными в конструкции плит, их размещении и короблении.Основной вывод рабочей группы:

«По нашему опыту, скручивание связано с содержанием пасты бетонной смеси и не является результатом применения замедлителя пара».

Ховард Канаре сделал аналогичные выводы в своей книге 2005 года « Бетонные полы и влага » для Ассоциации портландцемента. Эти выводы были дополнительно подтверждены в книге Скотта М. Тарра и Джеймса А. Фарни, опубликованной Портлендской цементной ассоциацией в 2008 году.

В своем контрольном списке из 11 пунктов для сведения к минимуму скручивания плит Национальная ассоциация производителей товарного бетона (NRMCA) также отдает приоритет бетонной смеси:
1. Использовать в бетоне самое низкое практическое содержание воды
2. Используйте самый большой практический заполнитель максимального размера и/или
3. Примите меры предосторожности, чтобы избежать чрезмерного кровотечения
4. Уложите бетон прямо на пароизолятор
5. Избегайте содержания цемента выше необходимого
Спустя двадцать восемь лет после исследования растрескивания бетона в 1976 году издание ACI 302 2004 года отменило, исправило или улучшило почти все результаты первоначального исследования.

Что касается скручивания и коробления, то стандартные методы проектирования плит, установки пароизоляции и укладки бетона с тех пор остаются на удивление постоянными. Однако передовой опыт и мастерство в повседневной работе на рабочем месте все еще не отстают.

Факт № 4: Долговременная деформация — большая проблема

Быстродействующие средства для устранения трещин, вызванных усадкой пластика, и кратковременного скручивания, в конечном счете, способствуют увеличению влаги в плите:
- Влажный промокательный слой обеспечивает резервуар и/или горизонтальный путь для непрерывного движения влаги вверх в бетон
- Отказ от использования пароизоляции с низкой проницаемостью обеспечивает бесконечный источник нового водяного пара, движущегося вверх от уровня грунтовых вод
В последнем случае градиент влажности в плите никогда не будет решен.Влажная среда под плитой сохраняет нижнюю часть плиты намного более влажной, чем верхняя часть плиты. Плита продолжает деформироваться. Это проблема долговременной деформации .

Разница между тем, что мы назвали «краткосрочной деформацией» и «долговременной деформацией», заключается во времени и величине эффекта. Плиты, отлитые на пароизоляцию, которые, возможно, испытали кратковременную деформацию, в конечном итоге полностью высохнут, уменьшая градиент влажности и уменьшая степень деформации в будущем.Таким образом, кратковременное скручивание со временем стабилизируется. В правильных (или неправильных) условиях окружающей среды, когда плита внизу остается влажной без пароизоляции, а верхняя часть плиты выравнивается с сухими условиями окружающей среды, долговременное коробление может увеличиваться с течением времени. Долгосрочное коробление намного дороже и труднее устранить, чем стоимость и установка высокопрочного пароизоляционного слоя с низкой проницаемостью.

Именно здесь пароизоляционные материалы под плитой приносят «больше пользы, чем вреда. «Есть и другие способы защиты от кратковременного скручивания, которое может возникнуть из-за временного градиента влажности, наблюдаемого в плитах, защищенных пароизоляцией. Мы вернемся к этому позже.

В пароизоляции нет лучшего решения проблемы долговременного скручивания: только она может устранить долговременный градиент влажности, который существует под каждой плитой в любом климате.

Факт № 5: Отрегулируйте параметры размещения и отделки, и изгиб плиты не будет проблемой

Если мы признаем, что пароизоляционные материалы вносят некоторый вклад в краткосрочную деформацию, но могут фактически устранить более серьезную проблему долговременной деформации, что мы можем сделать, чтобы смягчить ее в краткосрочной перспективе?
Бетонная смесь, в Факт №3 , необходима.Но правильное размещение и методы отделки могут сделать все остальное.
- NRMCA рекомендует расстояние между швами, не превышающее 24-кратную толщину плиты
- Увеличение толщины плиты по краям также может помочь
- Tarr напоминает специалистам по отделке бетона, что плиты, защищенные пароизоляцией, имеют более высокий уровень утечек, и «соответствующим образом скорректировать сроки и процедуры отделки»
Существует бесчисленное множество техник, продуктов и методов, которые лучшие проектировщики плит и бригады по укладке плит используют для того, чтобы их полы были ровными и без трещин. В статье The Floor Flatness Report, опубликованной при поддержке ACI, Марк Чик определяет плоскостность пола (F _F): «Число F _F указывает на то, насколько неровной или волнистой является поверхность плиты, демонстрируя качество исходной поверхности. процесс вычеркивания и отделки». С каждым годом растет потребность в плоскостности плит на высокоэффективных полах и в использовании робототехники. Каждый подрядчик, проектировщик и владелец здания понимает экономику «коротких денег». Не выбирайте быстрые решения, которые могут создать долгосрочные проблемы!

Конец дискуссии, но не истории

Хотя дебаты по поводу пароизоляции и скручивания плит, возможно, закончились много лет назад, эта история не будет разрешена до тех пор, пока эти методы не станут широко распространенными.

Понятно, что бетонная промышленность — это призвание, где нет замены обучению на рабочем месте и ноу-хау. Однако обратная сторона этой традиции заключается в том, что старые привычки могут с трудом умереть, поддерживая сильный миф о том, что пароизоляция заставит вашу плиту скручиваться.

Я буду знать, что миф окончательно умер, когда мне перестанут задавать этот вопрос.

Устойчивое развитие | Бесплатный полнотекстовый | Сравнение полей напряжений вблизи продольных строительных стыков связанных и закрепленных на шпонках секций бетонных покрытий на портландцементе

1.Введение
Стяжки использовались в продольных строительных швах (LCJ) в покрытиях из портландцемента (PCC) для предотвращения разделения полос движения и, в меньшей степени, для обеспечения повышенной эффективности передачи нагрузки между полосами или между внешней/внутренней полосой и полосой. завязанное плечо [1]. Напротив, дюбели традиционно использовались почти исключительно в поперечных деформационных швах в соединенных гладких бетонных покрытиях (JPCP) для передачи нагрузки от одной плиты к другой [2]. методы также сильно различаются.В настоящее время анкерные стержни проектируются на основе теории сопротивления земляного полотна (SGDT), которая была разработана несколько десятилетий назад, тогда как конструкция дюбелей в основном основана на работе Тимошенко, расширенной позже Фрибергом и Брэдбери [2]. Одно из ключевых различий между этими двумя методами проектирования заключается в том, что конструкция с поперечными стержнями направлена на устранение напряжений, вызванных колебаниями температуры, в то время как конструкция с дюбелями основана на ограничении несущего напряжения в бетоне вблизи дюбелей из-за приложения нагрузки от колес. со временем было построено множество полос движения, которые обычно связаны стяжками, чтобы предотвратить разделение полос движения.Согласно SGDT, чем шире дорожное покрытие, тем больше напряжения в стяжках и бетоне [2]. Впоследствии увеличение количества плит, связанных вместе, вызвало опасения относительно потенциального увеличения напряжений в бетоне, которые могут привести к продольным трещинам, что все еще остается проблемой [3,4]. Не существует экономичных и эффективных методов ремонта продольных трещин. Полевые оценки ряда продольных трещин показывают, что они в первую очередь вызваны недостаточной глубиной распила или поздним распилом в местах продольных деформационных швов (ПЛС) [5]. Чрезмерное встроенное скручивание также, по-видимому, играет роль в развитии продольных трещин [6]. Эти трещины часто наблюдаются в непрерывно железобетонном покрытии (НБКП), где только несколько полос связаны вместе. Это указывает на то, что трещины не обязательно были вызваны связыванием слишком большого количества дорожек. Кроме того, есть участки CRCP, в которых более семи полос движения связаны вместе; однако у них не было проблем с продольным растрескиванием. Это указывает на то, что пока функционируют продольные швы, что снижает поперечные напряжения в бетоне, продольное растрескивание не произойдет.Другими словами, SGDT может быть неприменим для расчетов стяжек и поперечных стальных конструкций [7,8,9]. Тем не менее, вышеупомянутые опасения по поводу стяжек побудили некоторые дорожные агентства штатов использовать в LCJ шпонки вместо стяжек, чтобы уменьшить вероятность продольного растрескивания. Исследование показало, что Калифорния, Техас и Аризона используют шпонки в LCJ. Хотя в Калифорнии есть спецификации для использования дюбелей в LCJ [10], в Техасе и Аризоне их нет, и решение об их использовании, по-видимому, лежит на инженере-конструкторе. Кроме того, Хьюстонский округ Департамента транспорта Техаса (TxDOT) использовал штифты в LCJ в нескольких проектах. Однако единственной целью использования дюбелей в LCJ было уменьшение количества поперечной стали. Кроме того, в недавнем исследовании изучалось влияние бетонного покрытия на характеристики продольных швов в бетонных покрытиях [11], а в другом исследовании шпоночные стержни применялись к продольным швам соседнего балочного моста для уменьшения продольных трещин. [12].Поэтому, несмотря на то, что было несколько случаев, когда в LCJ использовались штифты, исследования по определению эффективности использования штифтов были скудными. Следовательно, с точки зрения эффективности контроля продольных трещин в LCJ, несколько исследований были сосредоточены на сравнении развития напряжения в бетоне на основе ограниченных условий, обеспечиваемых стяжками и дюбелями.
Следовательно, это исследование было направлено на изучение влияния размещения стяжек и дюбелей на LCJ на потенциальное продольное растрескивание в ответ на увеличение напряжения бетона, которое может произойти, когда несколько полос движения связаны вместе в покрытиях PCC. С этой целью на двух тестовых участках нового CRCP была проведена полевая контрольно-измерительная аппаратура, в которой стяжки и дюбели использовались для связывания существующих/новых дорожек на LCJ. Распределение изменения деформации бетона при заданной нагрузке окружающей среды измерялось на расстоянии от LCJ и сравнивалось для двух секций. Также было измерено перемещение плиты в LCJ в поперечном направлении. Кроме того, посредством механического анализа было рассчитано напряжение измеряемого бетонного элемента.

3. Результаты измерений
На рис. 5 показаны типичные изменения измеренной температуры и деформации с использованием VWSG в двух тестовых секциях. Установленные VWSG располагались на разном расстоянии от LCJ, как показано на рис. 1. На оси абсцисс целое число обозначает полночь дня, следующего за укладкой бетона. Например, 81 означает полночь 81-го дня после укладки бетона. На рис. 5а показано изменение деформации из-за изменения температуры на высоте 0,30 м (1 фут). Несмотря на то, что деформация бетона была измерена при укладке бетона, показана только часть данных, поскольку они отражают общую тенденцию изменения за весь период мониторинга.Как и ожидалось, изменение деформации бетона было близко к общему изменению температуры. Учитывая то же изменение температуры, изменение деформации в разделе стержня дюбеля было больше, чем в разделе галстук бар. Это указывает на то, что движение измеренных бетонных элементов было более сильно ограничено стяжкой, чем дюбелем, что согласуется с существующей практикой. Однако разница в ограничениях не так значительна, как ожидалось. Данные, измеренные в период с полудня 82-го дня до утра 83-го дня, использовались в механическом анализе, который поясняется далее в этом исследовании, для оценки поперечного напряжения и риска продольного растрескивания в КРКП.На рис. 5b,c показано изменение деформации из-за изменения температуры на расстоянии 1,52 м (5 футов) и 3,05 (10 футов) от LCJ соответственно. Подобно деформации на высоте 0,30 м (1 фут), анкер сдерживал большее перемещение бетонного элемента, и, таким образом, в секции анкера было зафиксировано меньшее изменение деформации, чем в секции дюбеля. На рис. 6 показано сравнение изменений деформации на разных расстояниях от LCJ в тестовых секциях с дюбелем и стяжкой соответственно. Это указывает на то, что бетонный элемент стеснен больше, когда он расположен вдали от LCJ.На рисунке 7 показано поперечное смещение поперек LCJ, измеренное трещиномерами в тестовых секциях с дюбелями и стяжками соответственно. Как упоминалось ранее, на поверхности на каждом испытательном участке на разном расстоянии от дюбеля и стяжки были установлены три трещинометра. На обоих участках наименьшее смещение происходило, когда анкеры или дюбели располагались ближе к поверхности дорожного покрытия, и увеличивалось с увеличением расстояния, как показано на рис. 7. Это означает, что большее сдерживание вызывается верхним слоем дюбелей или анкеров. стержней и меньше по нижнему слою стержней.Это также указывает на то, что стяжка обеспечивает CRCP с большим ограничением в поперечном направлении, чем стержень с дюбелем, потому что вариация движения больше в секции стержня, чем в секции стержня, как показано на рисунке 7.
5. Выводы и Обсуждение

В этом исследовании изучалось влияние размещения анкерных и дюбельных стержней в LCJ на развитие напряжения в бетоне покрытия PCC. В частности, было оценено поведение связанных и закрепленных дюбелями бетонных покрытий под нагрузкой окружающей среды для оценки возможности продольного растрескивания.С этой целью были проведены полевые испытания на двух участках нового CRCP, соединенных с существующими полосами стяжками и дюбелями на LCJ. Бетонные тензорезисторы устанавливались на разном расстоянии от ЗГС, а бетономешалки устанавливались поперек ЗГС в поперечном направлении. Эти датчики были установлены в каждой тестовой секции — связанной секции и секции с дюбелями — для исследования различий в поведении связанной CRCP и CRCP с дюбелями. На основе полевых экспериментов были получены следующие выводы:
- Температура бетона, оцененная на различной глубине от укладки бетона, показала существенное изменение по глубине плиты. Это изменение может быть причиной скручивания бетонной плиты и не подтверждает предположение SGDT об отсутствии изменения температуры по глубине плиты. Градиент температуры по глубине плиты имел нелинейный характер распределения.
- Учитывая колебания температуры, изменение деформации бетона в поперечном направлении было более ограничено стяжкой. Это вызвало более высокое развитие напряжения в бетонном элементе, который был расположен на том же расстоянии от LCJ, в секции анкера, чем в секции дюбеля.По мере того, как измеряемый бетонный элемент перемещался дальше от LCJ, развиваемое напряжение бетонного элемента увеличивалось.
- Бетонный элемент был более закреплен, когда он был ближе к дюбелям или стяжкам в вертикальном направлении. Поперечное перемещение плиты в LCJ больше сдерживается верхним слоем дюбеля или стяжек и меньше нижним слоем. Стяжной стержень также обеспечивал большее ограничение движения в поперечном направлении, чем дюбельный стержень.
Результаты исследования показали, что напряжение в бетоне снижается при размещении дюбелей в LCJs, что означает, что выбор дюбелей может снизить вероятность продольного растрескивания. Однако одновременно с этим использование шпонок вызывает перемещение в поперечном направлении в LCJ, которое становится значительно большим, чем при использовании стяжек; это может привести к увеличению вероятности разделения полос движения. Таким образом, трудно сделать вывод, что использование дюбелей в LCJ эффективно снижает риск потенциального продольного растрескивания по сравнению с анкерными стержнями.Кроме того, при соответствующих условиях (бетон с большим коэффициентом теплового расширения и модулем упругости, изменениями температуры окружающей среды, которые вызывают большие нелинейные колебания температуры бетона по глубине плиты, и большое встроенное искривление), поперечное напряжение в бетоне может стать достаточно большим. увеличить вероятность продольного растрескивания. Этот потенциал может зависеть от ширины (количества полос движения, связанных вместе) и толщины бетонного покрытия. Кроме того, поскольку анкерный стержень и дюбельный стержень обычно представляют собой деформированные и гладкие стальные стержни, соответственно, могут быть обеспечены различные уровни ограничения из-за различий в поверхностных свойствах.Кроме того, раскрытие LCJ может варьироваться в зависимости от толщины анкерных и дюбельных стержней. Поэтому необходимы дальнейшие исследования в этих областях.

Следовательно, основываясь на результатах этого исследования, рекомендуется проектировать дюбельные LCJ с учетом как преимущества снижения напряжения в бетоне, так и недостатка, связанного с повышенным потенциалом разделения полос движения. Ожидается, что рассчитанное напряжение на основе измеренных данных с помощью механического анализа может предоставить полезную информацию для разработки и проверки численной модели для адекватного прогнозирования возможности продольного растрескивания покрытий PCC при использовании дюбелей или стяжек.