Анализ на състоянието на пътните настилки при пътните тунели и малките транспортни съоръжения

Ас. инж. Десислава Митева, УАСГ Асфалтобетонните пътни настилки се състоят от няколко слоя, дебелината на всеки от които е определена така, че да осигури най-рационалното предаване на натоварването от движещите се превозни средства към земната основа. Главно изискване за осигуряване качеството е влагането на материали с добри показатели и най-вече полагането им според правилата. Това осигурява дълготрайност, без да се налагат ремонти. Най-широко приложение намират настилките, изпълнени от асфалтобетон. Те се състоят от два основни компонента – агрегати (които заемат около 95% от общата маса на готовата смес) и свързващо вещество (битум, който заема около 5% от общия обем). За да се осигури качеството, е необходимо да се вложат подходящи материали, като се гарантират техните механични свойства. За подобряване физическите свойства на свързващото вещество към смесите могат да се добавят и пълнители. Основни показатели за окачествяване на пътните настилки са техните ударо – и шумопоглъщащи способности, както и степента на водопропускливост в дълбочина. Водата, която попада в самия асфалт, има разрушително действие, особено в случаите на ниски температури. Тогава при всяко замръзване и размразяване, вследствие на разширяването й се разрушава целостта на настилката. В практиката се прилага и порьозен асфалтобетон, който позволява дрениране на водата от повърхностния слой с цел да се избегне задържането й и хлъзгането на превозни средства и пешеходци. Декоративен асфалт Основните методи за постигане на декоративен завършек на асфалтовото покритие са три - оцветява се още на фаза производство чрез пигмент, променящ цвета на битумното свързващо вещество, или чрез използване на цветни агрегати, поставяне на отделни цветни елементи по време на полагане и нанасяне на отделен декоративен завършващ слой върху готовата настилка. И трите метода дават възможност за постигане на широка гама от разцветки и десени, като по този начин и по-лесно да бъдат констатирани и наблюдавани новопоявилите се пукнатини. Рециклирано асфалтово покритие Основната негова съставка е стар асфалт. Той се изкъртва при ремонтни работи по пътищата, натрошава се и се смила, след което се пресява и разделя на фракции. Може да се използва за агрегат както при получаване на горещи, така и за студени смеси. За подобряване на свойствата на новия асфалтобетон към сместа се добавят и естествени агрегати. Рециклираният материал се прилага най-често като основа. Качествата на рециклираното асфалтово покритие силно зависят от вида и свойствата на старата настилка. Шумопоглъщащи настилки От настилките, които намаляват нивата на шум, най-широко приложение намират тези, в които има добавени гумени мленки от стари автомобилни гуми. Освен шумопоглъщащ ефект, имат по-висока мразоустойчивост и еластичност. Гумените елементи, вложени в самата смес, поемат температурните разширения и не позволяват на асфалта да се напука при смяна на денонощните и сезонните температури. Отделно пречат и на разпределението на вибрациите. Широко приложение в практиката намират още армираните, тези от щампован бетон, различни видове паважи, трамбовани трошенокаменни настилки и др. Бетонни пътни настилки Най-евтината алтернатива за изграждане на нови и ремонт на стари пътни настилки се оказва бетонът. Основни негови предимства от гледна точка на икономическа, техническа и естетична гледна точка са: Икономически аспект  най-ниска себестойност в дългосрочен план, следствие от дълготрайността и малките изисквания за поддръжка; Технически аспект  по-безопасни, не се появяват коловози, намалява се вероятността за аквапланинг;  запазване на равнинността – позволяват това след строителството, което оказва влияние върху комфорта и безопасността;  увеличаване на якостта – с течение на времето бетонът увеличава своята якост, само през първия месец се постига увеличаване с до около 10%;  добро сцепление – чрез различни мероприятия по време на строителството се постига текстура на повърхността, която осигурява голямо сцепление и малък транспортен шум;  дълготрайност – издържат и най-тежките натоварвания от движението; проектират се за експлоатационен период над 20 години; необходимостта от рехабилитация настъпва най-често около 10 - 15 години след асфалтобетонните настилки;  лесни за ремонт – дълготрайността намалява необходимостта от мащабни ремонти и поддръжка;  бързина на полагане – процесите са напълно механизирани;  пренастилане - ново покритие се полага както върху стари бетонни, така и върху асфалтови настилки; на практика се постига няколкократно увеличаване живота на настилките; Естетичен аспект След приключване на полезния живот бетонът може да се рециклира и напълно да се използва повторно. Така се намалява необходимостта от откриване на нови места за добив на инертни материали. Приложението при тунели Редицата пожари, възникнали в тунелите през 90-те години на 20-и и първото десетилетие на 21-ви век, довели до значителни щети по съоръженията, налагат намиране на подходящи материали за изпълнение, които да осигурят високи стандарти за безопасност и едновременно с това подходяща база, която да поема все по-нарастващия трафик. С тази цел в Европа се предприемат редица мерки за прилагане на минимални стандарти за безопасност, които да гарантират комфорта на милионите пътници. След направени проучвания, свързани с икономическия, техническия и естетичния аспект, бетонът се е доказал успешно като подходящо решение, което подобрява експлоатационните характеристики, касаещи безопасността при използването на пътните настилки в участъците на тунелно съоръжение. Разлики между бетоновите пътища за тунели и традиционните такива Всичките предимства, изброени по-горе, дават голяма преднина при избора на бетонната настилка за тунелите. Практиката е показала, че бетонните настилки имат много по-висока възвръщаемост на инвестицията в сравнение с останалите варианти. Те не изискват интензивна поддръжка, такава каквато се налага при традиционните прилагани настилки. По данни от редица проучвания и изследвания е доказано, че възвръщаемостта на вложените средства се случва в рамките на 10 години, докато в рамките на цели 30 те стават в пъти по-ефективни. В случай на пожар се наблюдават минимални структурни изменения на конструкцията. Предимствата могат да се обобщят в кон-текста на използването на бетона в тунелите по следния начин – устойчивостта на материала при експлоатация във функция на времето гарантира малки деформации и слягания, което осигурява постоянно сцепление. Това води до намаляване на разходите на гориво на превозните средства, същевременно и на замърсяванията от трафика. Чрез бетонните настилки течните замърсители на околната среда лесно могат да бъдат отведени и събрани в улеи, тъй като тяхната повърхност не се влияе в такава степен, каквато е при обикновените асфалтови. От гледна точка на отразителната способност бетонната отразява от 30% до 50% повече светлина, с което в рамките на тунелно съоръжение осигурява по-голям комфорт при шофиране и респективно по-голяма безопасност. Това, от друга страна, дава възможност за намаляване на консумираната енергия за осветление, разбира се, в границите на нормалното. От гледна точка на влагане на рециклирани материали при производството на бетон за тези настилки може да се каже, че именно използването на такива го правят много по-устойчив продукт. Редица проучвания и обзорни статии по темата доказват все по-широкото им приложение, дори в зоните на еднотунелно съоръжение. Държави като Франция и САЩ развиват все повече тази практика. Наблюдава се и това, че все повече страни на Европейския континент се насочват в тази посока (Белгия – 40% от магистралната мрежа, Германия – 25%, Австрия – 15%, Холандия – 5%, Англия – около 2%). Поддръжка, ремонт и рехабилитация Дейностите, които осигуряват доброто експлоатационно състояние, могат да бъдат групирани най-общо по следните четири показателя - превантивно поддържане, текущо поддържане, аварийно-възстановителни работи и зимно поддържане. Към тях най-често се включват рехабилитацията на носимоспособността, равността и специфичните качества, частичното възстановяване и замяната на амортизираните материали с нови. Изборът на подходящи технология, икономически ефективни строително-монтажни работи, които да намалят стареенето и износването на материалите, същевременно да удължат времето за тяхното използване, са заложени в предпроектните дейности или в т.нар. превантивно поддържане. Технологии за рехабилитация Тя включва отстраняване на повредите, възстановяване, както и намиране на решение за подобряване на нейните експлоатационни показатели - равност, сцепителни качества и носимоспособност. Всички дейности, свързани с основния ремонт, като фрезоване на съществуващото покритие и полагане на асфалтови пластове, се изпълняват след внимателно установяване на състоянието, необходимото геодезическо заснемане, задълбочен анализ и проектиране. Поддръжка при пукнатини Пътната настилка като елемент от една пътна мрежа е подложена на постоянното действие на големи по стойност напрежения, резултат от статични и динамични натоварвания, химически агресивни агенти и разрушителни природни явления. Тези напрежения възникват в контактната зона между всяко превозно средство и повърхността. Именно там се появяват продължително действащ товар, големината на който зависи от скоростта, с която се движи автомобилът, трафикът на автомобили, както и теглото на всеки един от тях. Вследствие на този товар покритията се деформират и разрушават. Tемпературната инверсия, която се наблюдава в рамките на деня, също създава допълнителни деформации под формата на разширяване и свиване. Смята се, че именно трафикът и температурата са основните причинители за образуване на малките повърхностни пукнатини. След това вредното влияние на водата се засилва. Тя много по-лесно прониква в дълбочина, достига до основата, където действа химически и механически върху слоевете от пътното строене, или в частност до основите на една конструкция (в зависимост от случая и локацията на действие), като лесно допринася за отслабване на покритията. Отделно при циклично замръзване и размразяване на водата в тези зони се наблюдава и разширяване на пукнатините, както и образуване на нови такива. Това може да доведе до аварийни състояния в тези участъци. Твърди се, че именно действието на водата е основна причина за разрушаването на пътните настилки (поява на ерозията като ефект). Навременното и качественото запълване на пукнатините удължава живота с до няколко години. Вариантите за това са следните - запълване с асфалт, с гъвкави еластични запълващи материали, най-често на база гума и асфалт. Пълнителите намаляват разрастването на пукнатините в слабо увредените пътища, като свеждат до минимум неблагоприятните ефекти от трафик, климат и температурни промени. Поддръжка при проблеми с хидроизолацията Некачествено изпълнената или лисващата хидроизолация в зоните на някои тунелни съоръжения създава условия за образуване на воден филм. При ниски температури той дори замръзва. Това може да доведе до катастрофи. От друга страна, както беше описано, проникването на водата между пукнатините през асфалта е пагубно и за основите на едно тунелно съоръжение. Състояние при някои малки транспортни съоръжения у нас През миналата година екип от специалисти извърши редица проучвания на състоянието на някои мостови и малки подземни транспортни съоръжения в района на град София. Бяха констатирани редица повреди освен по носещите елементи от конструкциите, така също по изпълнените нови или подменени в участъците на съоръженията асфалтови настилки. Бяха констатирани образувалите се пукнати, най-вероятно вследствие на по-тежкия трафик в районите, а така също и на лошото изпълнение на отводнителни системи [6]. Заключение Състоянието на пътната настилка като елемент от транспортната мрежа е от изключително значение за една инфраструктурна единица. Познаване на проблемите, които могат да възникнат на всеки етап – от проектирането през изпълнението до поддръжката и рехабилитацията, е важно, тъй като може да удължи живота и да съкрати разходите, включително и за основните конструктивни елементи на съоръженията, разположени в района. Могат да бъдат предприети редица мероприятия, които да спестят разходите и да удължат живота на експлоатация. ЛИТЕРАТУРА [1] https://www.chobanovstoyanov.bg/bg/services/stroitelstvo/izgrazhdane-na-putninastilki [2] https://www.mtc-aj.com/library/1091.pdf. [3] https://www.quadrilaterospa.it/images/sides/foto_home.jpg [4] https://www.sporticco.com/pages/outdoor/asfalt/asfalt/index_1.html [5] https://stroiteli.elmedia.net/sti/bg/2015-5/interview/... .html [6] Иванова E, Митева Д., Гечев Д., Комбиниране на традиционните практики и нововъведенията при поддържането и рехабилитацията на пътни стоманобетонни мостове – част 1, Годишник Том II, XV Mеждународна научна конференция, ВСУ’2015. [7] Иванова E, Митева Д., Кълвачев Хр., Стайков Ил., Проучване на състоянието на мостови съоръжения в град София – част 1, Годишник Том II, XVI