деформационный шов

Формула изобретения

ДЕФОРМАЦИОННЫЙ ШОВ закрытого типа преимущественно для мостов малых пролетов, включающий размещенный между плитами проезжей части смежных пролетных строений компенсаторный лоток, заполненный пористым материалом с резиновой закладной деталью, перекрывающей лист и прокладку, отличающийся тем, что компенсаторный лоток выполнен из сплошного битумно-бутилкаучукового мата, армированного нетканым материалом и герметично соединенного с торцами плит проезжей части с помощью битумно-бутилкаучуковой мастики, нижняя часть лотка заполнена эластичным битумополимерным заливочным составом, а перекрывающий лист выполнен из высокоармированной бутилкаучуковой композиции холодного отверждения, образует верхнюю часть лотка и снабжен по торцам эластичными компенсаторами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано в конструкциях проезжей части мостов.

Известен закрытый деформационный шов преимущественно для мостов с малыми пролетными строениями (до 33 м), включающий компенсаторный лоток в виде складки стеклоткани, оклеечной гидроизоляции, заведенной внутрь шва, а сам шов перекрывают металлической пленкой с ребром (пластина-крышка). Сточный треугольник заполнен уплотненным щебнем [1]

Однако такая конструкция деформационного шва имеет ряд недостатков: пластина-крышка, перекрывающая зазор под воздействием многократного ударного загружения, перерезает склеечную гидроизоляцию, тем самым в очень короткий срок герметичность и водонепроницаемость деформационного шва нарушается; использование склеечной гидроизоляции в качестве компенсаторного лотка не отвечает эксплуатационным требованиям исходя из условий прочности, морозостойкости и долговечности.

Наиболее близким по совокупности признаков и достигаемому результату является деформационный шов, включающий металлический компенсатор, заполненный пористым материалом, перекрывающий лист и прокладку. Металлический компенсатор крепится с помощью анкерных стержней в подготовительном (выравнивающем) слое [2]

Однако такая конструкция деформационного шва не обеспечивает достаточной водонепроницаемости стыкового соединения вследствие просачивания воды в зазорах металлических компенсаторов, а попадание влаги приводит к коррозии металлических компенсаторов. Выполнение деформационного шва весьма трудоемко.

Задачей изобретения является создание конструкции деформационного шва, которая повышает эксплуатационные характеристики, водонепроницаемость, продольную и поперечную жесткость, долговечность, снижает концентрации напряжений в покрытии над швом.

Технический результат достигается тем, что в деформационном шве закрытого типа, включающем размещенный между плитами проезжей части смежных пролетных строений компенсаторный лоток, заполненный пористым материалом с резиновой закладной деталью, перекрывающий лист и прокладку, компенсаторный лоток выполнен из сплошного битумно-бутилкаучукового мата, армированного нетканым материалом и герметично соединенного с торцами плит проезжей части с помощью битумно-бутилкаучуковой мастики, нижняя часть лотка заполнена эластичным битумополимерным заливочным составом, а перекрывающий лист выполнен из высокоармированной бутилкаучуковой композиции холодного отверждения, образует верхнюю часть лотка и снабжен по торцам эластичными компенсаторами.

Введение указанных отличительных признаков позволяет использовать деформационный шов для мостов с пролетами до 24 м, а при дополнительном армировании полимерными сетками асфальтобетонного покрытия с целью повышения его трещиностойкости и для мостов с пролетами до 33 м.

На фиг.1 изображен закрытый деформационный шов проезжей части моста; на фиг.2 деформационный шов с закладной деталью.

Деформационный шов включает компенсаторный лоток 1, выполненный из битумополимерных матов в виде нетканого материала (полиэфирного, полиамидного или стеклоткани), обработанного гидроизоляционной битумно-бутилкаучуковой мастики холодной вулканизации (ТУ 206-9290-04-90), и уложенный на предварительно огрунтованные мастикой 2 торцы плит пролетных строений 3, эластичное заполнение нижней части компенсаторного лотка 4, выполненного из битумно-бутилкаучуковой мастики с добавкой резиновой крошкой (4-8 мас. мастики), и закладную деталь 5 в виде резиновой трубки, компенсирующей совместно с эластичным заливочным составом перемещения плит пролетных строений, высокоармированную перекрывающую пластину 6, выполненную из битумно-бутилкаучуковой мастики, армированную волокнами рубленой стеклоткани (стеклосетки) до 3-8 мас. мастики или послойно уложенными и огрунтованными мастикой полосами нетканого материала, причем общая высота пластины принимается равной высоте выравнивающего слоя, но не менее 20 мм, дополнительные компенсаторы перемещений, выполненные из эластичного заливочного состава 7 аналогичного заполнению нижней части, сплошную гидроизоляцию 8, антиадгезионную прокладку 9 из крафтбумаги, обеспечивающую перемещение асфальтобетонного перекрытия относительно элементов деформационного шва. Асфальтобетонное покрытие проезжей части 10 выполняется после устройства защитного слоя 11.

Предлагаемый деформационный шов выполняется следующим образом.

Перед устройством выравнивающего слоя 12 в шов устанавливают Т-образную деревянную закладную деталь, размеры которой устанавливают из следующего соотношения: В принимается на 2-3 мм меньше ширины шва; С не менее 3А; Е равна высоте выравнивающего слоя; D назначается конструктивно; ширина торцовых дополнительных эластичных компенсаторов F принимается равной 0,3-0,4 А. Торцы закладной детали 13 смазываются антиадгезионной смазкой 14 с целью обеспечения удобного изъятия ее после укладки и затвердевания выравнивающего слоя из цементобетона.

Затем производится обмазка битумно-бутилкаучуковой мастикой торцовых частей плит пролетных строений 3 и выравнивающего слоя, после чего производится укладка битумно-полимерного мата из нетканого материала, обработанного битумно-бутилкаучуковой мастикой для устройства компенсаторного лотка 1. Ширина компенсаторного лотка Y устанавливается не менее 5А, а краевая полоса Х-шириной не менее размера А. Высота нижней части компенсаторного лотка принимается не менее 1,5 А. После приклейки нетканого материала к торцовым плоскостям и холодной вулканизации гидроизоляционной мастики образуется герметичная полость, обладающая высокими прочностями и реологическими характеристиками. Укладка битумно-полимерного мата осуществляется одним полотном вдоль деформационного шва.

Нижняя полость компенсаторного лотка заливается битумно-бутилкаучуковой мастикой с добавкой 4-8% резиновой крошки и укладывается закладная деталь эластичный компенсатор в виде резиновой трубки. Заливочный состав и закладная деталь укладывается на всю длину деформационного шва.

Затем производится укладка малых закладных деталей 13, обработанных антиадгезионной смазкой 14, и устройство перекрывающей пластины из битумно-бутилкаучуковой мастики, армированной 3-8% рубленой стеклоткани 15 с длиной волокон до 15 мм. Перекрывающая пластина может быть изготовлена из предварительно обработанных мастикой и уложенных послойно полос нетканого материала или стеклоткани 15.

После выемки малых закладных деталей 13 производится заливка пазов эластичным составом 7, аналогичным заливочному составу нижней полости компенсаторного лотка 4. Затем осуществляется устройство склеечной гидроизоляции из битумно-бутилкаучуковой мастики, армированной стеклосеткой или стеклотканью и производится укладка прокладки 9, отделяющей конструкцию деформационного шва от защитного слоя 11 и асфальтобетонного покрытия.

Применяемые в конструкции деформационного шва материалы выполнены на основе холодной гидроизоляционной битумно-бутилкаучуковой мастики "Алтай", выпускаемой промышленностью. Все заливочные композиции выполнены на основе холодной битумно-бутилкаучуковой мастики, они хорошо совмещаются между собой и вулканизуются в течение 12-24 ч. После вулканизации образуется монолитная конструкция деформационного шва, обладающая в зависимости от условий работы необходимыми эксплуатационными характеристиками. Так, нижняя часть деформационного шва обладает высокой эластичностью, морозостойкостью, долговечностью, хорошо компенсирует перемещения пролетных строений, обеспечивая высокую степень водонепроницаемости и герметичности шва.

Предлагаемый деформационный шов работает следующим образом.

При давлении на деформационный шов совместная работа заливочной битумополимерной композиции с закладной деталью обеспечивает относительное удлинение сжатие не менее 300% при температуре хрупкости 55^оС, теплостойкости 120^оС. Холодная гидроизоляционная битумно-бутилкаучуковая мастика обладает высокой адгезией к бетону (не ниже 0,45 МПа), что позволяет обеспечить прочное и герметичное крепление элементов деформационного шва к торцам плит проезжей части моста и выравнивающему слою.

Применение высокоармированного битумополимерного перекрывающего листа, обладающего высокими физико-механическими показателями (прочность на смятие 25-30 МПа, на срез 10-15 МПа), позволяет хорошо сопротивляться вертикальным напряжениям, возникающим в конструкции шва, и гасить динамические нагрузки от колес автомобиля, препятствуя разрушению кромок плит.

При изменении температуры окружающей среды происходит линейное перемещение концевых участков балок пролетных строений, одновременно происходит сжатие эластичного компенсатора и перемещение плиты вдоль нижней плоскости перекрывающего листа.

Высокая эластичность соединения шва с плитами с помощью битумно-бутилкаучуковой мастики (величина относительного удлинения более 400%) обеспечивает высокую надежность и герметичность стыка.

Дополнительные эластичные компенсаторы по торцам перекрывающей плиты, воспринимая перемещения пролетных строений, обеспечивают равномерное распределение микротрещин на большей ширине. На фиг.1 показаны границы зон 16 формирования отраженных трещин. Как видно из фиг.1, при расчетных значениях линейных размеров элементов деформационного шва отсутствуют взаимопересекающиеся зоны отраженных трещин, что позволяет исключить образование микротрещин и снижение эксплуатационных характеристик шва.

Данная конструкция деформационного шва обладает высокой технологичностью, легко реализуется в производственных условиях. Применение базовой композиции битумно-бутилкаучуковой гидроизоляционной мастики в сочетании с резиновой крошкой и рубленой стеклотканью позволяет получить материалы с широким диапазоном физико-механических и реологических характеристик.

Разработанная конструкция деформационного шва прошла опытно-производственную апробацию на одном из объектов "Мостоотряда N 101" г. Томска.