Методические рекомендации
Методические рекомендации по строительству тонкослойных покрытий на основе полимерно-битумных вяжущего на стальных настилах автодорожных мостов

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
СССР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
(СОЮЗДОРНИИ)

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ТОНКОСЛОЙНЫХ ПОКРЫТИЙ
НА ОСНОВЕ ПОЛИМЕРНО-БИТУМНОГО ВЯЖУЩЕГО
НА СТАЛЬНЫХ НАСТИЛАХ АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ

Одобрены Техническим управлением
Минтрансстроя СССР

Москва - 1974

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ТОНКОСЛОЙНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ ПОЛИМЕРНО-БИТУМНОГО ВЯЖУЩЕГО НА СТАЛЬНЫХ НАСТИЛАХ АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ. М. Союздорнии, 1974.

Приводятся конструкции двух типов тонкослойных покрытий на стальных настилах проезжей части и тротуаров автодорожных мостов, данные по приготовлению вяжущих материалов на полимерной основе и полимербетонов, а также технологические требования к производству работ и перечень необходимого оборудования.

Рис. - 3, табл. - 1.

Предисловие

Ленинградским филиалом Союздорнии, проведенными исследованиями вяжущих материалов на полимерной основе, получен новый материал - эпослан, обладающий комплексом ценных физико-механических свойств. Получение такого материала позволило разработать конструкции покрытий проезжей части и тротуаров уменьшенного веса из эпосланбетона (24 - 26 кг/м²) и асфальтобетона на гидроизоляционном слое из эпослана (45 - 70 кг/м²).

Строительство тонкослойных покрытий из эпосланбетона и асфальтобетона на гидроизоляционном слое из эпослана на автодорожных мостах дает большой экономический эффект (до 1,5 - 2 руб. на 1 м²) по сравнению с покрытиями из армированного асфальтобетона толщиной 5 - 6 см.

В «Методических рекомендациях по строительству тонкослойных покрытий на основе полимерно-битумного вяжущего на стальных настилах автодорожных мостов» отражены основные принципы проектирования и строительства тонкослойных покрытий проезжей части и тротуаров из эпосланбетона и асфальтобетона.

Настоящие «Методические рекомендации» составил канд. техн. наук В.А. Захаров под руководством докт. техн. наук, профессора А.А. Калерта.

1. Общие положения

1. К тонкослойным покрытиям проезжей части мостов и тротуаров относят покрытия из эпосланбетона^*) толщиной 12 - 15 мм для проезжей части и 6 - 7 мм для тротуаров и покрытия из асфальтобетона, со специальной подготовкой поверхности стальных настилов, толщиной 30 - 35 мм для проезжей части и 20 - 25 мм для тротуаров.

^*) Авторское свидетельство № 319566, бюл. № 33, 1971.

2. Покрытия из эпосланбетона рекомендуется устраивать на неразводных и разводных пролетных строениях мостов, а покрытия из асфальтобетона - только на неразводных пролетных строениях.

3. Тонкослойные покрытия из эпосланбетона и асфальтобетона применяют при строительстве и реконструкции автодорожных мостов.

4. Стальные ортотропные плиты мостов, на которых устраивают тонкослойные покрытия, должны иметь толщину 12 - 14 мм.

2. Конструкции покрытий

5. Тонкослойное покрытие проезжей части и тротуаров из эпосланбетона состоит из следующих конструктивных элементов:

а) грунтовочного слоя;

б) основного слоя из эпосланбетона;

в) слоя износа (только для проезжей части).

При укладке эпосланбетонного покрытия необходимо устраивать металлические ячейки на стальной опорной плите.

6. Тонкослойное покрытие проезжей части и тротуаров из асфальтобетона состоит из следующих слоев:

а) грунтовочного;

б) гидроизоляционного;

в) защитного;

г) основного слоя из асфальтобетонной смеси.

7. Металлические ячейки прямоугольной формы в плане размером 5 - 6 м² (рис. 1) устраивают под тонкослойное эпосланбетонное покрытие из стальных полос путем точечной приварки в пересечениях.

 

Рис. 1. Схема конструкции металлических ячеек на проезжей части и тротуарах моста:

1 - стальной настил; 2 - стальные полосы; 3 - точечная приварка

8. Тонкослойное эпосланбетонное покрытие (рис. 2) устраивают:

а) грунтовочный слой - на стальном настиле из эпослана толщиной 0,2 мм с присыпкой кварцевого песка фракций 0,5 - 2 мм;

б) основной слой - из эпосланбетонной смеси толщиной 10 - 12 мм на проезжей части и 5 - 7 мм на тротуарах;

в) слой износа - из эпослана и дробленого песка толщиной 2 - 3 мм (по способу поверхностной обработки).

Рис. 2. Конструкция тонкослойного эпосланбетонного покрытия (металлические ячейки не показаны) на проезжей части (а) и тротуарах (б):

1 - слой износа; 2 - основной слой покрытий; 3 - грунтовочный слой; 4 - стальной настил

9. Тонкослойное асфальтобетонное покрытие (рис. 3) устраивают:

а) грунтовочный слой (п. 8,а);

б) гидроизоляционный слой - из эпослана толщиной 2 - 3 мм;

в) защитный слой - из щебня фракций 10 - 15 мм на проезжей части и из дробленого песка фракций 3 - 6 мм на тротуарах.

Для лучшего сцепления с асфальтобетонным покрытием защитный слой целесообразно обработать битумной эмульсией (расход 1 - 1,5 л/м).

Рис. 3. Конструкция тонкослойного асфальтобетонного покрытия на проезжей части (а) и тротуарах (б):

1 - основной слой покрытия; 2 - защитный слой (щебень или песок); 3 - гидроизоляционный слой; 4 - грунтовочный слой; 5 - стальной настил

Основной слой покрытия проезжей части и тротуаров из асфальтобетона устраивают из мелкозернистой асфальтобетонной смеси толщиной 25 - 30 мм на проезжей части и 15 - 20 мм на тротуарах.

Для повышения трещиностойкости покрытий в состав асфальтобетонных смесей рекомендуется вводить синтетический латекс марки СКД-1 (ТУ 11-212-64) или марки «Найрит» Л-4 (МРТУ 6-04-63) в количестве 2 - 3 % (на сухое вещество). Холодный латекс вводится в битум при температуре 90 - 95 °С; далее битум продолжают нагревать при постоянном перемешивании до рабочей температуры.

3. Материалы для строительства покрытий

10. В состав вяжущего материала - эпослана, применяемого при строительстве тонкослойных покрытий на стальных настилах автодорожных мостов, могут входить следующие компоненты:

- эпоксидные смолы марок ЭД-20 (ГОСТ 10587-72) и ДЭГ-1 (МРТУ 6-01-1223-69);

- полисульфидный каучук (жидкий тиокол) марки НВБ-2 (ГОСТ 12812-72);

- полиэтиленполиамин (СТУ 49-25-29-62);

- жидкий сланцевый битум марок С-1, С-2 или С-3 (РСТ ЭССР 82-72).

11. Эпоксидные смолы транспортируют всеми видами транспорта и хранят в закрытой таре в складских обычных условиях. Срок хранения эпоксидных смол - 1 год, жидкого тиокола - 3 года, полиэтиленполиамина - 1 год.

12. Вязкость жидких сланцевых битумов (СБ-60) перед приготовлением эпослана должна составлять:

- марки С-1    12 - 20 сек

- марки С-2    21 - 35 сек

- марки С-3    36 - 70 сек.

13. Составы эпослана приведены в таблице.

Составы эпослана

14. Эпоксидный компаунд состоит из эпоксидной смолы марки ЭД-20 и эпоксидной смолы марки ДЭГ-1 или жидкого тиокола марки НВБ-2.

Содержание эпоксидной смолы марки ДЭГ-1 в эпоксидном компаунде составляет:

- состав эпослана № 1           5 - 15 %,

- состав эпослана № 2           15 - 20 %.

Содержание жидкого тиокола марки НВБ-2 в эпоксидном компаунде составляет 10 - 30 %.

15. Полиэтиленполиамин применяют для отверждения эпослана, количество его рассчитывают на 100 вес.ч. эпоксидного компаунда (см. приложение).

16. Для строительства покрытия из эпосланбетона и подготовки его под асфальтобетон применяют следующие каменные материалы:

- кварцевый песок фракций 2 - 0,5 мм (ГОСТ 6139-70);

- щебень фракций 10 - 15 мм;

- дробленый песок фракций 3 - 5 мм.

Щебень и дробленый песок получают дроблением износостойких горных пород с прочностью не ниже 800 кгс/см² (для устройства основного слоя покрытия) - 1200 кгс/см² (для устройства слоя износа).

Все каменные материалы должны быть сухими и не должны содержать посторонних примесей. Каменные материалы для асфальтобетона должны соответствовать требованиям ГОСТ 9128-67.

Допускается применять равноценные по прочности заменители каменного материала - керамдор и абразивный материал.

17. Для устройства грунтовочного слоя при всех разновидностях конструкций покрытия следует применять эпослан состава № 2, содержащий 30 % жидкого сланцевого битума и 70 % эпоксидного компаунда. При этом в составе эпоксидного компаунда используют либо 20 вес.ч. эпоксидной смолы марки ДЭГ-1, либо 10 - 30 вес.ч. жидкого тиокола.

18. Основной эпосланбетонный слой устраивают из эпослана и минерального материала в соотношении 1:5. Причем эпослан с содержанием жидкого сланцевого битума более 50 вес.ч. применяют при интенсивности движения менее 3000 авт/сутки, а эпослан с содержанием жидкого сланцевого битума менее 50 вес.ч. - при интенсивности свыше 3000 авт/сутки. В качестве минерального материала используют смесь кварцевого и дробленого песков в равных долях или же только кварцевый песок.

19. Слой взноса по эпосланбетонному покрытию следует устраивать из эпослана состава № 2 и дробленого песка фракций 3 - 5 мм в количестве 4 - 5 кг/м².

20. Для устройства гидроизоляционного слоя под асфальтобетонное покрытие рекомендуется применять эпослан состава № 1 с содержанием жидкого сланцевого битума в количестве 30 - 50 вес.ч., при этом содержание эпоксидной смолы марки ДЭГ-1 или жидкого тиокола марки НВБ-2 должно быть минимальным.

21. Защитный слой под асфальтобетонным покрытием следует устраивать из каменных материалов: щебня - для проезжей части, дробленого песка - для тротуаров, с расходом 4 - 5 кг/м².

22. Асфальтобетонное покрытие на проезжей части моста рекомендуется укладывать из мелкозернистой асфальтобетонной смеси типа Б или В с наибольшим размером зерен 10 мм в соответствии с ГОСТ 9128-67, а для тротуаров - асфальтобетон типа Г или Д.

23. Свойства эпослана в значительной степени предопределяют свойства эпосланбетона. Эпослан, подобранный по таблице, обладает следующими свойствами: предел прочности при сжатии при Т = 420 °С - 150 - 850 кгс/см², предел прочности при растяжении при Т = -20 °С - 150 - 450 кгс/см², относительное удлинение при Т = -20 °С - 2,5 - 6 %, сцепление со сталью при Т = 20 С - 5 - 12 кгс/см².

4. Производство работ

Приготовление эпослана и эпосланбетонных смесей

24. Эпослан и эпосланбетонную смесь приготавливают путем смешения компонентов без нагрева вручную или в смесителях типа С-966.

Материал                                                          Объемный вес,

                                                                                                              т/м³

Эпоксидная смола марок ЭД-20 и ДЭГ-1                                      1,15

Жидкий тиокол марки НВБ-2                                                          1,3

Жидкий сланцевый битум марки С-1

(С-2 или С-3)                                                                                     1,05

Полиэтиленполиамин                                                                      1,05

Щебень и дробленый песок                                                             1,6 - 1,7

Кварцевый песок                                                                               1,5 - 1,8

25. Эпослан приготавливают порциями по 5 - 10 л в следующей последовательности: эпоксидная смола марки ЭД-20, эпоксидная смола марки ДЭГ-1 (или жидкий тиокол марки НВБ-2), жидкий сланцевый битум С-1 (С-2 или С-3) и полиэтиленполиамин.

26. Для приготовления эпосланбетонной смеси в эпослан вводят каменный материал. Время перемешивания эпослана с каменным материалом составляет 1 - 1,5 мин. Эпосланбетонную смесь приготовляют порциями по 60 - 100 кг (35 - 55 л).

27. Эпослан и эпосланбетонная смесь должны быть использованы в течение 20 мин после приготовления.

28. Асфальтобетонную смесь приготавливают в соответствии с требованиями ГОСТ 9128-67 и ВСН 93-73.

Устройство покрытий из эпосланбетонной смеси

29. Работы на проезжей части моста включают следующие технологические операции: устройство металлических ячеек; подготовку поверхности стального настила; устройство грунтовочного слоя, основного слоя из эпосланбетонной смеси и устройство слоя износа.

При производстве работ на тротуарах последняя операция исключается.

30. Металлические ячейки на проезжей части и тротуарах устраивают путем прикрепления стальных полос к настилу точечной приваркой с интервалом через 100 мм (см. рис. 1).

31. Подготовка поверхности стального настила заключается в очистке его от ржавчины, пыли и грязи пескоструйным аппаратом участками по 50 - 100 м². После очистки стальной настил должен иметь светло-серый (серебристый) оттенок.

32. Грунтовочный слой устраивают на поверхности стального настила путем распределения эпослана тонким слоем (0,2 л/м²) при помощи ручных металлических распределителей (типа грабель) с резиновыми пластинами на конце. Сразу же после распределения эпослана на незатвердевшую поверхность наносят кварцевый песок (1 кг/м²). Связующий слой рекомендуется устраивать участками по 20 - 25 м².

33. Основной слой покрытия укладывают, распределяя эпосланбетонную смесь в ячейках, выравнивая ее и уплотняя. Смесь распределяют и выравнивают заподлицо со стальными полосами ячеек распределителями (типа грабель) с резиновыми пластинами на конце. Уплотняют смесь катком весом 25 - 30 кг за 5 - 6 проходов по одному следу; в случае прилипания смеси к катку подсыпают кварцевый песок.

Время твердения эпосланбетонной смеси составляет 1,5 - 2 час при температуре воздуха около 20 °С.

34. Для устройства слоя износа на проезжей части наносят вначале эпослан, который распределяют ручными распределителями при норме розлива 1 - 1,5 л/м², затем дробленый песок по незатвердевшему вяжущему при норме расхода 4 - 5 кг/м², после чего уплотняют катком весом 25 - 30 кг 2 - 3 проходами по одному следу.

35. Движение автомобилей по проезжей части моста можно начинать через 2 - 3 часа после окончания работ по устройству слоя износа.

36. Производительность бригады рабочих из 5 - 6 человек с комплектом оборудования (разд. 5) при устройстве тонкослойного эпосланбенного покрытия с грунтовочным слоем износа на проезжей части моста составляет 150 - 200 м² в смену, а при устройстве эпосланбетонного покрытия с грунтовочным слоем на тротуарах моста - 200 - 300 м² в смену.

37. Тонкослойное эпосланбетонное покрытие на проезжей части и тротуарах мостов следует устраивать в сухую погоду при температуре воздуха не ниже +15 °С.

Устройство покрытий из асфальтобетонной смеси

38. Работы на проезжей части и тротуарах моста включают следующие технологические операции: подготовку поверхности стального настила; устройство грунтовочного, гидроизоляционного защитного слоев и основного слоя из асфальтобетонной смеси.

39. Поверхность стального настила подготавливают в соответствии с п. 31.

40. Грунтовочный слой устраивают по п. 32.

41. Гидроизоляционный слой укладывают путем равномерного распределения эпослана (2 - 3 л/м²) по грунтовочному слою ручными металлическими распределителями.

42. Для устройства защитного слоя на проезжей части по незатвердевшему гидроизоляционному слою распределяют щебень фракций 10 - 15 мм, на тротуарах дробленый песок фракций 3 - 5 мм при расходе 4 - 5 кг/м².

Для улучшения сцепления асфальтобетонного покрытия с защитным слоем через 1,5 - 2 часа после распределения каменного материала целесообразно разбрызгать битумную эмульсию с расходом 1 л/м².

43. При устройстве основного слоя покрытия асфальтобетонную смесь укладывают и уплотняют не ранее, чем через 2 час после устройства защитного слоя. При устройстве основного слоя из асфальтобетонной смеси следует руководствоваться ВСН 93-73.

44. Движение автомобилей по проезжей части моста можно начинать сразу же после окончания укатки покрытия.

45. Производительность бригады рабочих из 5 - 6 человек с комплектом оборудования (разд. 5) при строительстве тонкослойного асфальтобетонного покрытия с грунтовочным, гидроизоляционным и защитным слоями на проезжей части и тротуарах моста составляет 150 - 200 м² в смену.

5. Технологическое оборудование

46. При строительстве тонкослойных эпосланбетонных и асфальтобетонных покрытий применяют следующее оборудование:

компрессор                                                                               - 1 шт.;

пескоструйный аппарат                                                          - 2 шт.;

смеситель принудительного действия объемом 60 - 100 л (например, штукатурно-смесительный агрегат С-966) с числом оборотов 30 - 60 в минуту, с реверсивным вращением лопастного вала                                                        - 2 шт.;

дозаторы для отдельных компонентов вяжущего материала на 100 л и минерального материала на 500 - 1000 кг                                                          - 6 шт.;

самоходный каток весом 1,0 - 1,5 т                                       - 1 шт.;

ручной каток весом 25 - 30 кг                                                - 2 шт.;

тележку с бункером на 100 л                                                  - 2 шт.;

металлические емкости на 10 л                                             - 5 шт.;

металлические распределители                                             - 10 шт.;

металлические и деревянные лопатки                                  - 10 шт.;

щетки и кисти волосяные                                                       - 10 шт.;

шаблон-рейка                                                                           - 1 шт.

6. Техника безопасности

47. Сварочные работы при устройстве ячеек из стальных полос на проезжей части и тротуарах моста следует выполнять в соответствии с правилами, изложенными в «Справочнике по технике безопасности и производственной санитарии» том 3, Л., «Судостроение», 1965.

48. Очистку стальной плиты пескоструйным аппаратом производить в спецодежде, респираторах и защитных очках.

49. При работе с эпоксидными смолами следует руководствоваться требованиями, изложенными в «Справочнике по технике безопасности и производственной санитарии» (т. 2, разд. Х). При этом необходимо учитывать, что работать с эпоксидными смолами и полиэтиленполиамином следует в спецодежде, в резиновых перчатках и защитных очках; во время работы запрещается курить и принимать пищу; необходимо периодически мыть руки теплой водой с мылом; по окончании работ с эпоксидными смолами рекомендуется принять душ.

50. При устройстве асфальтобетонного покрытия следует выполнять «Правила техники безопасности при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог» М., «Транспорт», 1969.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Расчет требуемого количества отвердителя

Для определения требуемого количества отвердителя для эпослана состава № 1 необходимо прежде всего рассчитать процентное содержание эпоксидных групп в компаунде. Расчет ведется по следующей формуле:

                                                   (1)

где К - искомое процентное содержание эпоксидных групп в эпоксидном компаунде;

а - процентное содержание эпоксидных групп в эпоксидной смоле ЭД-5;

б - процентное содержание эпоксидных групп в эпоксидной смоле ДЭГ-1;

с - количество смолы ДЭГ-1 в граммах на 100 г смолы ЭД-5.

Количество грамм полиэтиленполиамина (ПЭПА), выпускаемого ГИПХом, необходимое для отверждения 100 г эпоксидного компаунда, рассчитывается по формуле

х = 0,7К.                                                                       (2)

Если же применяется ПЭПА производства Нижне-Тагильского завода пластмасс, то расчет нужно вести по формуле

х = 0,8К.                                                                       (3)

Требуемое количество отвердителя для эпослана состава № 2 (с жидким тиоколом) определяем по видоизмененной формуле (1)

                                                          (4)

СОДЕРЖАНИЕ