Методические рекомендации по устройству защитных лотков в металлических гофрированных водопропускных трубах


МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ВСЕСОЮЗНЫЙ ДОРОЖНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ (СОЮЗДОРНИИ)

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСТРОЙСТВУ ЗАЩИТНЫХ ЛОТКОВ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ГОФРИРОВАННЫХ ВОДОПРОПУСКНЫХ ТРУБАХ

Одобрены Минтрансстроем

 

 

 

 

 

 

МОСКВА 1977

 

Изложены требования к основным материалам, конструктивные решения и технология производства работ при устройстве защитных лотков в металлических гофрированных водопропускных трубах.

Табл. 2, рис. 5.

Предисловие

В последнее время в железнодорожном и автомобильно-дорожном строительстве широкое распространение получили металлические гофрированные водопропускные трубы. С заменой традиционных бетонных водопропускных труб металлическими возник ряд задач, основными из которых являются защита труб от абразивного действия наносов и предотвращение коррозии металла.

В этом направлении Союздории проведены экспериментальные исследования и опытное строительство, результаты которых легли в основу разработки «Методических рекомендаций по устройству защитных лотков в металлических гофрированных водопропускных трубах».

Настоящие «Методические рекомендации» могут быть использованы при проектировании и устройстве защитных лотков в металлических гофрированных водопропускных трубах. В «Методических рекомендациях» содержатся требования к основным материалам, конструктивные решения и приводится технология производства работ при устройстве защитных лотков.

«Методические рекомендации» составлены кандидатами технических наук Д.И. Гегелией, Т.М. Луканиной и А.Г. Гулимовым.

1. Общие положения

1. Настоящие «Методические рекомендации» могут быть использованы при проектировании и устройстве защитных лотков в металлических гофрированных водопропускных трубах, устанавливаемых под насыпями автомобильных и железных дорог.

2. Защитные лотки предназначены для пропуска воды и защиты металла трубы от абразивного воздействия наносов и коррозии. Лотки должны способствовать долговечности конструкции и нормальной работе трубы в течение всего периода эксплуатации.

3. Для широкого строительства рекомендуется применять битумоминеральные материалы (сборные асфальтобетонные блоки и обработанные битумом горячие каменные высевки), для опытного строительства - укрепленные грунты, полимерные и полимерно-битумные композиции. И в том, и в другом случае материалы для устройства лотка выбирают в зависимости от климатических условий района строительства и эксплуатации, скорости движения воды в трубе, с учетом количества твердых наносов, а также технической оснащенности объекта и исходя из технико-экономической целесообразности.

4. При монтаже и установке труб как с готовыми лотками, так и без них следует руководствоваться «Инструкцией по проектированию и строительству металлических гофрированных водопропускных труб» (ВСН 176-77).

2. Устройство защитных лотков из битумоминеральных материалов

5. Для устройства защитных лотков в металлических гофрированных водопропускных трубах рекомендуется применять сборные асфальтобетонные блоки (рис. 1) из литой песчаной асфальтобетонной смеси или горячие, обработанные битумом высевки (отходы камнедробления).

6. Устройство лотков из монолитного асфальтобетона допускается лишь как исключение в случаях ремонта ранее уложенных лотков или при замене отдельных участков старого лотка.

7. Для приготовления асфальтобетонных смесей применяют следующие материалы:

а) битумы нефтяные дорожные вязкие марок БНД-40/60, БНД-60/90, БНД-90/130 или БН-60/90, БН-90/130, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 22245-76, а также строительные битумы марок IV и V по ГОСТ 6617-76 (только для блоков);

б) пески природные нефракционированные или фракционированные, отвечающие требованиям ГОСТ 8736-67 (крупные, средние или мелкие);

в) минеральные порошки активированные или неактивированные из карбонатных горных пород, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 16557-71.

8. Для обеспечения требуемого качества асфальтобетонной смеси необходимо правильно выбрать минеральные материалы и битум, установить наиболее рациональные их соотношения. Минеральную часть асфальтобетона следует подбирать по принципу непрерывной гранулометрии таким образом, чтобы зерновой состав его минеральной части обеспечивал максимальную плотность асфальтобетона.

Рис. 1. Сборные асфальтобетонные блоки

9. Примерный зерновой состав минеральной части литой песчаной асфальтобетонной смеси должен удовлетворять требованиям табл. 1.

Таблица 1

Содержание, %, зерен минерального материала, мм, мельче

Ориентировочный расход битума, % массы сверх 100 % минерального материала

5

2,5

1,25

0,63

0,315

0,14

0,071

95 - 100

75 - 90

50 - 67

32 - 50

25 - 35

20 - 27

15 - 20

9 - 12

-

95 - 100

52 - 70

33 - 52

30 - 35

22 - 30

15 - 20

9 - 12

10. При невозможности обеспечения заданного зернового состава минеральной части асфальтобетонной смеси в полевых условиях допускается применять асфальтобетонную смесь следующего состава: песок (0 - 5 мм или 0 - 2 мм) - 80 - 85 %; минеральный порошок 15 - 20 %; битум - 9 - 12 %. При применении мелких песков количество минерального порошка и битума следует принимать по верхним пределам.

11. Ниже приведены требования к асфальтобетону, применяемому для устройства лотков:

Остаточная пористость, % объема, не более................................................ 2

Водонасыщение, % объема, не более............................................................ 1

Набухание, % объема, не более...................................................................... 0,1

Предел прочности при сжатии, Па (кгс/см2),

не ниже, при температуре +20 °С.................................................................. 15 · 105 (15)

+50 °С.................................................................. 8 · 105 (8)

При определении указанных показателей следует руководствоваться ГОСТ 12801-77 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон. Методы испытаний». В отличие от требований ГОСТ 12801-77 при приготовлении образцов литую асфальтобетонную смесь не уплотняют, а заливают в формы и разравнивают. Образцы могут изготовляться как цилиндрической формы, так и в виде кубиков 5×5×5 см. Методика испытаний на сжатие аналогична ГОСТ 12801-77.

12. При устройстве лотка из слоя битума с втопленными горячими обработанными высевками фракции 0 - 5 мм их зерновой состав не нормируется. Горячие высевки испытывают на показатель сцепления по ГОСТ 12801-77. Результат испытания должен соответствовать оценке «хорошо». В случае неудовлетворительного сцепления следует применять поверхностно-активные вещества (ПАВ), при этом предпочтение следует отдавать катионным ПАВ.

13. Оптимальные концентрации ПАВ следует подбирать в каждом отдельном случае с учетом природы минерального материала. Исходными могут быть концентрации, рекомендуемые «Инструкцией по использованию поверхностно-активных веществ при строительстве дорожных покрытий с применением битумов» ВСН 59-68.

14. Асфальтобетонную смесь для устройства защитных лотков следует готовить в смесителях принудительного перемешивания типа Д-597, Д-597А и др. При небольших объемах работ целесообразно использовать передвижные смесительные установки ДС-65 производительностью 12 т/ч. В этих же установках следует готовить горячие обработанные битумом высевки.

15. Режим приготовления литой песчаной асфальтобетонной смеси должен обеспечивать ее однородность; он предусматривает применение одних и тех же исходных материалов, точное дозирование их, соблюдение заданной температуры и времени перемешивания минеральных материалов с битумом.

Время перемешивания должно быть не менее 120 с. Температура готовой асфальтобетонной смеси должна быть 150 - 170 °С при использовании нефтяных дорожных битумов и 180 - 200 °С при использовании строительных битумов.

16. Для приготовления горячих высевок применяют только дорожные битумы в количестве 2 - 2,5 % массы высевок. Время перемешивания в смесителе должно быть не менее 120 с. Тщательно перемешанная смесь характеризуется равномерным распределением компонентов и наиболее полным покрытием поверхности частиц битумом. При визуальном контроле смесь должна иметь ровный черный цвет.

17. Все остальные технологические операции при приготовлении асфальтобетонной смеси следует выполнять в соответствии с «Инструкцией по строительству дорожных асфальтобетонных покрытий» (ВСН 93-76).

18. При сооружении труб на автомобильных дорогах для приготовления смеси должны быть использованы притрассовые асфальтобетонные заводы, а при строительстве железных дорог - находящиеся поблизости стационарные заводы.

19. Защитные лотки в металлических гофрированных водопропускных трубах могут устраиваться как в стационарных условиях (в отдельных секциях с последующей их транспортировкой к месту укладки с готовым лотком), так и в полевых условиях, непосредственно в готовой трубе. Условия устройства лотка выбираются с учетом материала лотка, технической оснащенности и технико-экономической целесообразности.

Рис. 2. Схема полигона

20. Сборные асфальтобетонные блоки для устройства лотков готовят на асфальтобетонном заводе. С этой целью на заводе должен быть оборудован полигон (рис. 2).

21. Асфальтобетонную смесь для приготовления сборных асфальтобетонных блоков загружают в металлические разборные формы, которые объединены в единую кассету с 12 ячейками (рис. 3). Кассета состоит из сварной металлической рамы со вставленным в каждую ячейку свободно опирающимся дном. Дно выполняется из того же гофрированного металла, что и сегменты трубы.

22. Стенки форм перед загрузкой асфальтобетонной смеси обрабатывают водой с керосином (в соотношении 1:1). Уплотняют смесь в формах кратковременным вибрированием (с пригрузкой или без нее). При отсутствии такой возможности смесь разравнивают и убирают излишки.

23. Готовую кассету со смесью транспортируют к водоему или к емкости с водой и для более быстрого остывания опускают в воду. После полного остывания смеси кассету извлекают из воды. Распалубку форм и извлечение готовых блоков осуществляют на специальной площадке.

24. При устройстве лотков в стационарных условиях асфальтобетонные блоки после распалубки направляют на склад готовой продукции или на площадку, где устраивают лотки в секциях труб.

Рис. 3. Кассета с разборными формами

25. Перед устройством лотка внутреннюю поверхность трубы в случае необходимости следует предварительно покрыть (если это не предусмотрено проектом) защитным слоем из битуморезиновой мастики (МБР), битума или других герметиков, обладающих достаточно высоким сцеплением с металлом.

26. Перед укладкой сборных блоков защитный слой обрабатывают 50 - 60 %-ной катионной битумной эмульсией (ВСН 115-75) или горячим битумом (t = 120 ÷ 140 °С). Предпочтение следует отдавать битумной эмульсии, что позволяет проводить все работы холодным способом. Длина обрабатываемой полосы не должна превышать 25 - 50 см, т.е. двух рядов уложенных блоков.

27. Расход вяжущих материалов при обработке защитного слоя должен быть в пределах 0,6 - 0,8 л на 1 м2 в пересчете на битум. Обработанная битумной эмульсией или горячим битумом поверхность должна быть ровной, без пропусков, сгустков, подтеков и пузырей.

28. Обработку защитного слоя битумной эмульсией осуществляют с помощью агрегатов С562 или С562А Вильнюсского завода окрасочных аппаратов или пистолетом - распылителем 0-45 в сочетании с красконагнетательной установкой С-764; обработку горячим битумом - с помощью передвижной битумной установки ПКБ Главстроймеханизации.

29. Сборные асфальтобетонные блоки по обработанному битумной эмульсией или битумом основанию укладывают вручную в направлении, противоположном подаче блоков (на себя). При устройстве сборных асфальтобетонных лотков в полевых условиях, непосредственно на месте, укладку блоков следует осуществлять одновременно в двух направлениях - от середины к торцам трубы.

30. В местах болтовых соединений, где установка сборных элементов I типа (см. рис. 1) невозможна, устанавливают блоки II типа или указанные места заполняют горячей асфальтобетонной смесью либо битумной мастикой.

31. При устройстве лотков в полевых условиях (в готовых трубах) сборные блоки следует транспортировать к месту укладки в контейнерах, полки которых должны быть выполнены из того же гофрированного металла, из которого собирают трубы. Блоки на полки контейнеров укладывают в два ряда; второй ряд должен быть уложен плоской стороной вниз.

32. При устройстве лотка из сборных блоков в стационарных условиях в опытном порядке допускается их укладка по свежеуложенному горячему слою защитного покрытия. В этом случае отпадает необходимость дополнительной обработки внутренней поверхности трубы битумной эмульсией или горячим битумом.

33. После окончания работ по устройству сборного защитного лотка его поверхность обрабатывают битумной эмульсией. Работы по устройству сборного лотка считаются законченными после полного распада битумной эмульсии на его поверхности. Конструкция защитного лотка из сборных асфальтобетонных блоков приведена на рис. 4.

Рис. 4. Конструкция защитных лотков:

1 - из сборных асфальтобетонных блоков; 2 - из высевок, втопленных в подгрунтовочный слой

34. При транспортировке секций трубы с готовым защитным лотком из сборных асфальтобетонных блоков необходимо соблюдать следующие правила: в процессе подъема секций и погрузки лоток должен находиться в горизонтальном положении. В таком же положении снимают секции трубы и устанавливают ее на готовое основание. Категорически запрещается подъем секции с одного торца. В процессе транспортировки секции труб должны быть закреплены неподвижно.