Укрепление трещин на шоссе с помощью стальных стержней.

Введение

Обработка трещин на шоссе

Установка доборных дюбелей (DBR) – это метод усиления трещин в дорожном покрытии путем вставки стальных дюбелей в прорези, вырезанные поперек трещин. Это технология, которую успешно применяют транспортные ведомства нескольких штатов США при ремонте для устранения разукладки в старых бетонных дорожных плитах без армирования швами. Обычно процесс включает в себя резку прорезей и выбивание их с помощью отбойного молотка. После установки дюбелей прорези обычно заполняют безусадочным бетонным раствором, а дорожное покрытие шлифуют алмазным инструментом для восстановления ровности.

История

Когда транспортное средство движется по дорогам из сборных бетонных плит, вес транспортного средства переносится с одной плиты на другую. При движении транспортного средства через швы его вес приходится на край плиты, где плита наименее устойчива к деформации. Это может приводить к образованию трещин, когда покрытие отслаивается от края плиты. На старых автомагистралях, построенных в первой половине 20-го века, поперек швов устанавливали арматурные стержни (стальные стержни), чтобы помочь распределить нагрузку между плитами. От этой практики отказались, поскольку стержни подвергались коррозии и требовали частой замены. Арматурные стержни из нержавеющей стали более устойчивы к коррозии, но нержавеющая сталь относительно дорога по сравнению с другими материалами. Вместо этого, на протяжении нескольких десятилетий, для распределения нагрузки между плитами полагались на сцепление между плитами и прочность основания дороги – принцип, известный как заклинивание щебня. Со временем швы и основание дороги разрушались под нагрузкой, что приводило к трещинам и смещению плит. Большинство автомагистралей в США, построенных в рамках системы межштатных автомагистралей с 1950-х по 1980-е годы, использовали исключительно принцип заклинивания щебня и начали проявлять проблемы в 1970-х и 1980-х годах. В современном строительстве автомагистралей, начиная с середины 1990-х годов, арматурные стержни снова устанавливаются поперек швов и через определенные интервалы вдоль покрытия. Сегодня арматурные стержни покрываются эпоксидной смолой для предотвращения коррозии, которая наблюдалась в более ранних установках.

Обзор

Многие штаты модернизируют старые автомагистрали, устанавливая доуэл-бары с эпоксидным покрытием. Модернизация начинается с прорезания шести пазов (по три в каждой полосе движения) поперек всех поперечных швов или трещин. Пазы прорезаются групповыми алмазными дисковыми пилами, которые делают шесть прорезей в каждой полосе движения. Затем бетон между прорезями удаляется легкими отбойными молотками (тяжелые отбойные молотки могут повредить бетон вокруг прорезей). Доуэл-бары с эпоксидным покрытием помещаются в пазы, затем пазы заполняются раствором, а швы или трещины – водонепроницаемым герметиком. Заключительный этап – алмазная шлифовка шва для удаления излишков раствора и любых смещений плит. Часто заключительным этапом является алмазная шлифовка всей дорожной поверхности для устранения неровностей и просадок. Без модернизации с использованием доуэл-баров эту шлифовку пришлось бы повторять каждые шесть-восемь лет, но ожидается, что модернизация значительно увеличит этот интервал. Установки доуэл-баров доказали свою долговечность по сравнению с асфальтовым покрытием, превосходя его как минимум на десять лет, и значительно улучшают качество хода.

Процесс

Для модернизации довел-баров требуются довелы, разделитель связи, расширительные заглушки, кресла для поддержки довел-баров, вставка из вспененного материала, герметик, неусадочный бетон для обратной засыпки и сопроводительная документация. Довелы должны быть гладкими, круглыми, изготовленными из стали с антиадгезионным покрытием, соответствующим требованиям, и залитыми эпоксидной смолой. Антиадгезионное покрытие должно наноситься на все поверхности довел-бара. Расширительные заглушки устанавливаются на каждом конце довел-бара, а кресла для поддержки довел-баров используются для надежной фиксации довелов по центру пазов во время обратной засыпки. Вставка из вспененного материала предназначена для восстановления шва или трещины, обеспечивая возможность расширения и сжатия довел-бара с каждой стороны паза. Герметик используется для предотвращения попадания материала обратной засыпки в шов или трещину. Рекомендуется использовать неусадочный бетон, прошедший испытания как быстротвердеющий ремонтный состав, для проектов DBR. Сначала необходимо сделать два пропила в покрытии, очерчивающие продольные стороны каждого паза для довел-бара. Глубина и длина пропилов должны обеспечивать размещение центра довел-бара на средней глубине плиты покрытия. Пропилы должны быть параллельны друг другу и центральной линии проезжей части с максимальным отклонением 1/4 дюйма на 12 дюймов длины довел-бара. Используйте пилы, оснащенные дисковыми пилами с алмазным покрытием, способными одновременно выполнять три или четыре пропила в каждом колесном следе. Искривленные швы или трещины могут потребовать пазов большей длины, чем указано в проекте. Немедленно удалите воду и остатки пасты с поверхности покрытия с помощью вакуумного устройства на пиломашине. Для небольших проектов использование пазорезной машины может быть нецелесообразным. Рассмотрите возможность использования ручных пил для прорезки пазов, если в проекте менее 100 довел-баров для модернизации. Удалите существующий бетон из пазов, а затем очистите их от всего мусора. Используйте отбойные молотки максимальным весом 30 фунтов для удаления бетона, оставшегося между пропилами. Если удаление бетона приведет к повреждению покрытия, которое необходимо сохранить, прекратите работы и возобновите их только после принятия корректирующих мер. Во время удаления бетона используйте небольшой кулачковый молоток для создания плоской, ровной поверхности внутри паза, чтобы материал обратной засыпки мог течь и уплотняться под довел-барами. Завершите установку модернизированных довел-баров, разместив довел-бары и материал обратной засыпки до повторного открытия полосы для движения транспорта. Нанесите силикон на все швы и трещины, а затем установите сборки довел-баров в каждый паз. После этого нанесите ремонтный состав, уплотните и выровняйте его. Наконец, выполните алмазную шлифовку поверхности покрытия в течение 30 рабочих дней после установки довел-баров.

For dowel bar retrofit, dowels, bond breaker, expansion caps, dowel bar support chairs, foam core insert, caulking filler, non shrink concrete backfill material and submittals are needed. The dowels need to be smooth, round, epoxy and made of bond breaker coated steel conforming to requirements. The bond breaker is to be applied on all surfaces of the dowel bar. The expansion caps belong at each end of the dowel bar and the dowel bar support chairs are used to firmly hold the dowels centered in the slots during backfill operations. The foam core insert is used to re establish the joint or crack, which allows the bar within each side of the slot to expand and contract. The caulking filler is used to prevent backfill material from flowing into the joint or crack. Non shrink concrete backfill material that is tested as rapid set concrete patching materials is recommended for use on DBR projects. First, make two saw cuts in the pavement to outline the longitudinal sides of each dowel bar slot. Saw to a depth and length that allows the center of the dowel to be placed at mid depth in the pavement slab. Saw slots parallel to each other and to the center line of the roadway with a maximum tolerance of 1⁄4 inch per 12 inches of dowel bar length. Employ saws equipped with gang mounted diamond blades capable of cutting three or four slots simultaneously in each wheel path. Skewed joints or cracks may require slots longer than the length specified in the plans. Remove water and paste residue from the pavement surface immediately by means of a vacuum attachment on the sawing machine. For smaller projects, a slot sawing machine might not be feasible. Consider allowing the use of walk behind saws for slot cutting when the project contains fewer than 100 retrofit bars. Remove existing concrete from the slots followed by the cleaning out of all debris. Use maximum weight 30 pound jackhammers to remove the concrete remaining between the saw cuts. If the concrete removal operations cause damage to the pavement that is to remain, discontinue concrete removal operations and only resume after taking corrective measures. During concrete removal operations, use a small bush hammer as necessary to produce a flat, level surface within the slot so the backfill flows and consolidates under the dowel bars. Complete installation of retrofit dowels, with dowel bars and backfill placed prior to reopening the lane to public traffic. Place silicone at all joints and cracks followed by the dowel bar assemblies in each slot. Following that, place patching material and then consolidate and finish patching material. Finally, diamond grind the pavement surface within 30 working days of dowel bar retrofit placement.

Проблемы

Ремонт с использованием доуэльных стержней, выполненный некачественно, может привести к серьезным проблемам. Эти проблемы обычно вызваны недобросовестным исполнением работ и могут быть предотвращены путем тщательного соблюдения спецификаций и строгого контроля за рабочими. Использование тяжелых отбойных молотков (весом более 14 кг) часто приводит к образованию трещин в бетоне вокруг прорезей. Отсутствие герметика или пустоты в герметике, нанесенном в швы или трещины, приводит к появлению трещин вокруг этих мест. Пустоты в растворе (особенно под доуэльным стержнем) могут вызвать разрушение раствора.

Смешение с дорожными маркировками

Завершение процесса модернизации доуэл-баров обычно оставляет следы на бетонных покрытиях, представляющие собой короткие параллельные линии, расположенные двумя группами – слева и справа от разметки полосы движения, направленные внутрь полосы. Каждая группа состоит из 3 или 4 прорезей, параллельных направлению движения. Каждая прямоугольная прорезь имеет ширину около 1 метра и длину около 2 футов (60 см) или более. Заполненные прорези иногда могут создавать впечатление, что покрытие было фрезеровано в виде канавок, особенно после износа материала заплаток, вызванного шипованными шинами. Видимые следы могут казаться симметричным узором из штрихов на дороге, как будто этот узор имеет какое-то значение. При большом количестве таких следов на дороге водители на автомагистралях могут интерпретировать их как неизвестный вид механических указателей, например, полосы из измельченного материала, или странную дорожную разметку. В некоторых случаях эти следы могут дезориентировать водителей. Когда дороги ремонтируются и полосы движения смещаются вбок, такие следы могут мешать временной разметке полос. Поскольку следы от модернизации доуэл-баров не предназначены для использования в качестве дорожной разметки, ответственные организации стараются сгладить их и сделать менее заметными для водителей.