А) в свежеуложенном бетоне; б) комбинированным способом; в) в затвердевшем бетоне; г) продольный шов; пунктиром показана обмазка штырей битумом

При строительстве машинами со скользящими формами покрытий толщиной 22-24 см на основаниях из цементогрунта толщиной 16 см и более в швах сжатия штыревые соединения не применяют, за исключением штыревых соединений в контрольных швах, нарезаемых в свежеуложенном бетоне. Такие швы, устраиваемые по типу швов сжатия, можно не армировать, если суточный перепад температуры на поверхности покрытия достигает 20°С. При наличии швов сжатия без штыревых соединений велика вероятность уступов между плитами в период эксплуатации. Размеры штырей из гладкой арматуры приведены в табл. 17.8.

Таблица 17.8

Во всех случаях, когда необходимо исключить на отдельных участках штырей сцепление с бетоном, в этих местах штыри покрывают битумом слоем 0,2-0,3 мм.

Если в основании применён бетон класса В12,5 - В15, в нём устраивают продольные и поперечные швы со штыревыми соединениями, как в покрытиях. Длину плиты назначают 4 м при толщине основания менее 20 см, и 5 м при толщине 20 см и более.

При строительстве покрытий на дорогах II категории с основаниями из песка и гравийно-песчаных смесей края плит, примыкающие к обочинам, армируют двумя стержнями из арматуры периодического профиля диаметром 12 мм. При укреплении обочин монолитным бетоном в них устраивают швы сжатия и расширения без армирования как продолжение швов сжатия или расширения покрытия. С целью ограничения растрескивания плит при неоднородных деформациях земляного полотна применяют армирование бетонных покрытий. Используют плоские сетки с продольной арматурой из стали А-II периодического профиля диаметром 8-14 мм с размещением сеток в средней по высоте зоне плиты. Расход продольной арматуры на 1 м² покрытия приведен в табл. 17.9. Количество арматуры установлено из условия раскрытия трещин до 0,2 мм с целью предотвращения коррозии.

Таблица 17.9

В зависимости от категории дороги и интенсивности движения применяют три схемы армирования (рис. 17.5) [38].

Рис. 17.5. Схемы армирования плит цементобетонных покрытий автомобильных дорог

Для интенсивности движения, не превышающей 5000 авт./сут, при насыпях высотой менее 3 м может быть применено краевое армирование сеткой из семи продольных стержней периодического профиля диаметром 12 мм (см. рис. 17.5, б).

На дорогах с интенсивностью более 5000 авт./сут, на насыпях выше 3 м и особенно у путепроводов при пересечении железных дорог производят армирование плоскими сварными сетками по схеме, приведенной на рис. 17.5 (а, в). Армирование плит по схемам, приведенным на рис. 17.5 (а, в), отличается только диаметром арматуры продольных стержней при одинаковом расходе на 1 м².

Принципиальное отличие непрерывно армированных цементобетонных покрытий от обычных неармированных состоит в том, что под влиянием внешних воздействий и благодаря наличию арматуры в них образуются поперечные трещины с шагом 1,5-3,0 м и раскрытием их на поверхности до 0,2-0,4 мм. Такое незначительное раскрытие трещин обеспечивает передачу поперечной силы между плитами и гарантирует от проникновения к арматуре воды, так как на уровне арматуры трещины не раскрываются. Непрерывно армированные покрытия позволяют устраивать швы расширения через довольно большие расстояния.

Технология производства работ определяет особенности непрерывно армированного покрытия. При укладке бетона в один слой применяют арматурные сетки из стержней диаметром 14-20 мм с размерами ячеек, достаточными для прохождения бетона через заранее выложенные на подставках сетки. При укладке бетона в два слоя сетки раскладывают по уложенному нижнему слою бетона. Процент армирования конструкции обычно принимают равным 0,5-0,7 %.

Поперечную распределительную арматуру располагают через 25-70 см; рабочую арматуру по высоте сечения располагают на расстоянии 1/4-1/2 от верха плиты. В местах сопряжения с покрытиями других типов в конструкцию непрерывно армированного покрытия встраивают анкеры. Анкерные устройства назначают по расчету.

Покрытия из сборных железобетонных плит получили распространение на дорогах прежде всего промышленных, лесозаготовительных и сельскохозяйственных предприятий. В настоящее время выпускают различные типы конструкций сборных плит, отличающихся размерами в плане, толщиной, типом арматуры, особенностями ее размещения и процентом армирования, типом стыковых соединений и свойствами цементобетона. Большое число типоразмеров плит вызвано разнообразием условий их применения.

Наибольшее распространение получили предварительно напряженные плиты ПДСН 0,14×2×6 (плита дорожная, сборная, напряженная) с расходом арматуры 7-8 кг/м², разработанная на базе аэродромной плиты ПАГ-ХIV.

Отличительной особенностью плит ПДСН 0,14×2×6 является уменьшение количества рабочей арматуры вследствие меньших расчетных нагрузок в сравнении с плитой ПАГ-XIV.

Разновидностью плиты ПДСН 0,14×2×6 является плита 3ПДСН 0,14×2×2, состоящая из трех элементов, сочлененных между собой. При эксплуатации такая плита растрескивается в местах ослабления сечения, что способствует улучшению однородности опирания на основание. Связь между элементами плиты обеспечивается арматурой, одновременно ограничивающей раскрытие трещин.

При строительстве временных дорог применяют специальные плиты ПД1-ПД3 (табл. 17.10). Конструкции плит разработаны трех типоразмеров в зависимости от нагрузки на колесо. Плиты армируют сварными сетками из арматуры периодического профиля.

Таблица 17.10

Сборно-монолитные цементобетонные покрытия состоят из тонких железобетонных плит, укладываемых на слой низкомарочной пластичной бетонной смеси, которую приготавливают с применением местных материалов. Основным преимуществом сборно-монолитного покрытая по сравнению со сборным является экономия высокопрочных каменных материалов, а также повышение устойчивости плит, что обеспечивает больший срок службы, сокращение затрат на их ремонт и содержание.

Дорожная одежда со сборно-монолитным покрытием (рис. 17.6) включает в себя следующие конструктивные слои: верхний слой покрытия (сборная часть толщиной 6-12 см); нижний слой покрытия (монолитная часть толщиной, определяемой расчетом) и основание. (Афиногенов О.П. Сборно-монолитные покрытия технологических автомобильных дорог. - Новосибирск: Наука, 1997. - 142 с). Рекомендуемые типоразмеры плит приведены в табл. 17.11.

Таблица 17.11

Рис. 17.6. Сборно-монолитное цементобетонное покрытие:

а) - поперечный разрез; б) - продольный разрез; 1 - основание; 2 - нижний (монолитный) слой покрытия; 3 - верхний (сборный) слой покрытия