Технология виброрезонансной деструктуризации цементобетонных покрытий

Виброрезонансная деструктуризация (разрушение) цементобетонных покрытий – это уникальная технология восстановления дорожных и аэродромных покрытий и оснований, используемая при капитальном ремонте и реконструкции, основанная на вторичном использовании цементобетона в качестве нежесткого основания для укладки новых слоев.

Наибольшую сложность при восстановлении дорожных и аэродромных одежд с цементобетонным покрытием или основанием при их капитальном ремонте и реконструкции представляет устройство по ним новых асфальтобетонных слоев из-за эффекта «отраженного» трещинообразования.

Отраженное трещинообразование – появление трещин на поверхности асфальтобетонного покрытия, возникающие вследствие комплекса горизонтальных (растягивающих) и вертикальных (сдвиговых) деформаций у основания слоя асфальтобетона.

Рис. 1. Отраженные трещины на поверхности асфальтобетона

«Отраженное» трещинообразование со временем приводит к серьезному ухудшению состояния покрытия, вызывая образование вторичных дефектов, что, в конечном итоге, значительно снижает срок службы дорожной одежды.

Метод восстановления технико-эксплуатационных свойств дорожной одежды путем деструктуризации (фрагментации) цементобетонных плит является одним из способов устранения отраженного трещинообразования.

Принцип, лежащий в основе этого метода – это значительное уменьшение эффективной длины плиты цементобетонного дорожного покрытия, путем дробления его на фрагменты. Уменьшение эффективной длины плиты ведет к минимизации горизонтальных перемещений в швах плит и трещинах вследствие сезонных температурных колебаний. Это, в свою очередь, значительно снижает показатели растяжимости и деформации сдвига, возникающие у основания асфальтобетонного слоя.

ООО «Компания Би Эй Ви» совместно с американской компанией RMI (Resonant Machines, Inc.) представляет инновационную для нашей страны технологию виброрезонансной деструктуризации цементобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов.

Отличительной особенностью данной технологии деструктуризации является разрушение цементобетонного покрытия на всю его толщину без разрушающего воздействия на укрепленное основание.

Структура деструктурированного слоя цементобетона при этом имеет вид «складной картинки» (Puzzle) и представляет собой аналог слоя из щебня, устроенного по принципу заклинки.

vdcp2.jpg

Рис. 2. Процесс виброрезонансной деструктуризации цементобетона


Бетонная плита, разделенная на фрагменты, перестает работать как единое целое. Получаемые фрагменты, расположенные под углом ~45° к поверхности, за счет плотного сцепления между собой работают совместно, распределяя нагрузки по большей площади. При этом жесткая дорожная одежда переводится в категорию нежесткой.


Рис. 3. Деструктуризация цементобетона на всю толщину с расположением фрагментов под углом 40°-50°


В случае двухслойного цементобетонного покрытия, без связи между слоями, деструктуризация происходит только в верхнем слое покрытия.

Нарушения целостности укрепленных оснований во время виброрезонансной деструктуризации не происходит, а образующиеся фрагменты имеют заданную при настройке оборудования крупность, и не смещаются относительно друг друга. Деструктурированный слой не разрыхляется, и не увеличивается его пористость.

Размер фрагментов на поверхности деструктурированного слоя цементобетона меньше и не превышает 70 мм в любом измерении. Максимальный размер фрагментов в нижней части слоя не превышает 350 мм в любом измерении.

Перед проведением деструктуризации цементобетона необходимо выполнение подготовительных работ по отводу влаги из нижележащих слоев основания, путем устройства бокового дренажа. Данная операция выполняется за 1-2 недели до начала производства основных работ.

Виброрезонансная деструктуризация (разрушение) цементобетонного покрытия выполняется автономным самоходным вибрационным бетоноломом, принцип действия которого заключается в создании трещин за счет вибрационного резонанса при совпадении частот приложенной сравнительно небольшой нагрузки (до 10 кН) и собственных колебаний балки рабочего органа машины, совершающего повторяющиеся ударные движения с амплитудой ~ 2 см и частотой 44-48 Гц.


Рис. 4. Виброрезонансный бетонолом RB-500.


Параметры работы вибробетонолома управляются микропроцессором, обеспечивающим измерение частоты и амплитуды колебаний во время каждого ударного цикла, а также их варьирование при изменении условий рабочего процесса с целью обеспечения однородности разрушения.

Важной особенностью виброрезонансной деструктуризации является полное отделение цементобетона от арматуры, которая беспрепятственно извлекается при помощи экскаваторного оборудования.

По завершению работы бетонолома необходимо провести прикатку верхнего слоя деструктурированного цементобетона. Прикатка осуществляется 10-тонным гладковальцовым виброкатком по всей ширине покрытия при низкой амплитуде и высокой частоте колебаний.

После проведения прикатки покрытие готово для укладки нового асфальтобетонного или цементобетонной слоя.

Важнейшим преимуществом использования виброрезонансного метода является отсутствие необходимости в устройстве слоя из щебня, поскольку деструктурированный бетон уже является готовым основанием, аналогичным щебеночному слою, устроенному по принципу заклинки.

В случае если проектом реконструкции принято решение о полной замене цементобетонных плит по причине неудовлетворительного состояния подстилающего слоя, применение виброрезонансного метода позволяет сократить стоимость разборки за счет получения мелкой фракции деструктурированного бетона, полностью отделенного от арматуры и не требующего дополнительного использования дробильной установки.

Технология виброрезонансной деструктуризации позволяет сократить стоимость строительства в 1,3-1,5 раза, а сроки проведения работ капитального ремонта в 4-5 раз.

На сегодняшний день в России накоплен значительный опыт применения технологии виброрезонансной деструктуризации цементобетонных покрытий. Начиная с 2005 года, работы проводились на таких крупных объектах, как автомобильные магистрали М-1 «Беларусь», М-4 «Дон», М-5 «Урал», М-6 «Каспий», М-8 «Холмогоры», М-9 «Балтия», а также на взлетно-посадочных полосах, рулежных дорожках и перронах в аэропортах «Пулково», «Шереметьево-2», «Внуково», Сочи (Адлер) и Казань. Общий объем выполненных работ по данной технологии на конец 2011 года составляет приблизительно 4 млн. м2.

2008.jpg

Рис. 5.Реконструкция ВПП. Аэропорт Пулково 2008 г.



 
+7 (495) 221-04-33