Технология строительства предварительно напряжённых железобетонных монолитных и сборных покрытий (рис.4)

Предварительно напряжённые монолитные железобетонные и бетонные дорожные покрытия обеспечивают требуемую прочность и несущую способность при существенном уменьшении их толщины (в 1,5 раза) и увеличении расстояния между поперечными деформационными швами (до 50 – 100 м).

Предварительное напряжение бетона в покрытии обеспечивают натяжением арматуры в виде проволочных пучков, стальных канатов или продольных струн, а также в результате внешнего обжатия неармированной бетонной плиты покрытия.

При армировании покрытия проволочными пучками или стальными канатами их располагают в трубках-оболочках: параллельно продольной оси покрытия, по периметру отдельных плит, краевыми пучками. После полного затвердения бетона в покрытии натяжение пучков или канатов и обжатие бетона осуществляется при помощи гидродомкратов. Величина предварительного напряжения бетона должна быть такой, чтобы минимально необходимое напряжение сохранялось при минимальной температуре окружающего воздуха.

При устройстве струнобетонного покрытия, проволоку из высокопрочной стали (диаметром 5 – 6 мм) предварительно растягивают между анкерами, располагаемыми по концам бетонируемой захватки покрытия, длина которой 500 – 1500 м. Натяжение проволок производят гидродомкратами или гусеничным трактором с соответствующим оборудованием для захвата проволок. После бетонирования покрытия и полного затвердения бетона концы проволок отделяют от анкеров, плиту по длине захватки разрезают на плиты длиной 30 – 50 м. Благодаря сцеплению проволок с бетоном на него передаётся равномерное натяжение – обжатие. Анкеры в зависимости от их конструкции могут быть разобраны для использования на последующих захватках устройства покрытия.

Технологический процесс устройства струнобетонного покрытия включает операции: установка анкеров; установка рельс-форм; уплотнение и планировка основания; устройство бетонного покрытия под швами; расстилка битумированной бумаги, раскладка поперечной арматуры и прокладок швов; раскладка и натяжение продольной струнной арматуры; установка поперечной и продольной арматуры подкладок; бетонирование покрытия; устройство поперечных швов, уход за бетоном розливом эмульсии (при необходимости укрытие покрытия термослоем); разрезка струн в швах и у анкеров; замоноличивание швов; разборка анкеров; бетонирование разрывов покрытия после удаления анкеров.

При бетонировании в скользящей опалубке вместо установки рельс-форм предусматривается установка копирных струн для бетоноукладчика с автоматической следящей системой управления. При устройстве основания из цементогрунта исключаются операции по устройству бетонного покрытия под швами, расстилке битуминированной бумаги, раскладке поперечной арматуры и прокладок швов.

Для предварительного напряжения бетонного покрытия внешним обжатием применяют:

неподвижную систему, при которой бетонное покрытие между анкерами на концах рабочей захватки длиной 350 – 500 м разрезают сквозными швами на плиты длиной 70 – 100 м. В швы устанавливают клиновидные гидродомкраты и ими создают требуемое торцевое обжатие бетона. После этого швы замоноличивают, домкраты извлекают из покрытия.

подвижную систему, при которой плиты покрытия между концевыми анкерами-упорами поддерживают в требуемом предварительном напряжении в зависимости от температуры окружающего воздуха за счёт специальных упругих швов. При этом применяют различные конструкции упругих швов с автоматическим и регулируемым контактным давлением, с гидрокомпенсацией и пневматической компенсацией.

Сборные покрытия из бетонных и железобетонных плит устраивают на участках дорог с неблагоприятными гидрогеологическими условиями земляного полотна, на временных дорогах, на подъездах и внутренних путях карьеров, лесо- и торфоразработок, на площадках промышленного строительства и других подобных условиях. Плиты сборных покрытий изготавливают размером от 1 до 12 м², толщиной 12 – 18 см со сплошной и решётчатой опорной поверхностью и с расходом арматуры 3 – 16 кг/м².

Укладывают плиты непосредственно на грунтовое основание, из песка, песчано-гравийной смеси, грунта, укреплённого вяжущим материалом. При укладке плит по выравнивающему пескоцементному слою уступы между плитами не должны превышать 3 мм. Покрытие шириной 6, 7, 8 м укладывают поперечными рядами длинными сторонами плит параллельно оси дороги. Поперечные швы на 2/3 толщины заполняют пескоцементным раствором и на 1/3 битумополимерной мастикой, швы расширения на всю глубину заполняют мастикой. Стыковые скобы плит сваривают электродами Э-42А, Э-34 диаметром 4 – 5 мм непрерывными швами длиной 8 – 9 см с катетом не менее 7 мм (шириной 0,5 диаметра скобы, высотой 0,25 диаметра, глубиной проварки не менее 5 мм).

Покрытие из сборных плит в зависимости от интенсивности движения может быть сплошным на всю ширину проезжей части или колейным. Сборку плит в покрытии в зависимости от их конструкции и срока службы покрытия производят различными способами стыковки в швах. Укладывают плиты на тщательно спланированное и равномерно уплотнённое основание при помощи автомобильных кранов грузоподъёмностью 3 – 12 тонн.