Устройство городских и внутриквартальных дорог с ливневками из сборных преднапряженных складчатых плитных железобетонных элементов
Непростые погодные условия, низкое качество используемых материалов, выполнение работ не на должном уровне и отсутствие в большей степени организованного ливнестока крайне негативно влияют на долговечность и состояние городских, поселковых и внутриквартальных дорог. Всё это приводит не только к большим недовольствам населения, но и требует огромных затрат на постоянный их ремонт или строительство новых. Тем более ежегодно увеличивается транспортный поток и дорог требуется больше и добротного качества. В большей части цивилизованных стран эти вопросы в основном давно решены. Погодные условия у многих из них намного лучше наших, но независимо от этого у нас в стране этому вопросу пока не уделяют должного внимания.
Применяемые технологии по прокладке глубоко в земле ливневых трубных канализаций требуют достаточно больших затрат. При этом, чем дальше откладывается решение данного вопроса, (в том числе нередко и во вновь отстраиваемых жилых комплексах), тем все больше увеличивается затратная часть и ухудшаются условия эксплуатации и содержания городской и внутриквартальной дорожной сети, особенно в проблемных регионах и отдаленных территориях. В этой, не простой ситуации нужны неординарные, повсеместно и быстрореализуемые решения. Тем более выполнение дорожных работ в нашей стране в немалой степени зависит от сезонности и погодных условий, поэтому в их основе желательно по максимуму задействовать индустриальные методы. Предлагаются наиболее упрощенные варианты, с возможной их реализацией на местах в регионах собственными силами и в сжатые сроки.
Одним из возможных вариантов устройства ливневок для внутриквартальных и городских дорог небольшой пропускной способности может быть организовано в виде железобетонных лотковых ливнеприемников, уложенных вдоль бордюров дорожного полотна. Это более простой, менее затратный и быстроорганизуемый вариант с изготовлением сборных лотков в плоском варианте в виде одной большеразмерной плиты, состоящей из трех, складывающихся под прямым углом предварительно напряженных железобетонных плит с габаритными размерами рассчитанными под пропускную способность ливнестоков. В целях ускорения и уменьшения затрат возможно использовать в качестве подосновы имеющиеся дорожки непрерывной формовки плит пустотного настила с проволочным или канатным армированием. При этом потребуется:
- либо изменить «начинку» — саму формовочную головку виброформовочной машины (но не экструзионной), либо изготовить заново значительно упрощенной конструкцией собственной разработки: формовочную машину — бетоноукладчик с виброформовочной приставкой по равномерной укладке и уплотнению по сечению бетонной смеси.
- Можно самим на месте подготовить идеально ровные бетонные утепленные снизу (твердыми полистерольными плитами или слоем керамзитового гравия) формовочные дорожки с торцевыми силовыми упорами (активным и пассивным) и приобрести для укрывания сверху подогреваемый коврик из влагомаслотермостойкой резины (при необходимости с завулканизированными внутри углеродными подогреваемыми нитями или пластинами). Изготовить:
- упрощенную конструкцию формовочной машины-бетоноукладчика,
- самоходный наземный бетонораздатчик с опрокидным на сторону бункером-бетонораздатчиком для обеспечения переодической загрузки бетоноукладчика непрерывно формуемой нитки плоских плит складчатых лотков параллельно передвигающейся с линией формовки.
Перед армированием, в зависимости от поперечного сечения будущих лотков, по зеркалу формовочной дорожки на предварительно разложенный подогреваемый резиновый коврик (через проектом предусмотренное расстояние, уложить параллельно друг другу) два равнобоких уголка, углом вверх (уголок в таком положении должен быть равен толщине формуемых плит). Вдоль грани уголков, через предусмотренное проектом равное расстояние уложить и зафиксировать на магнитные платики утопленные закладные детали, с помощью которых в последующем из складывающихся плоских плит и будут (с помощью сварки) собираться сборные лотки. Предварительно, перед укладкой (или после) на преднапрягаемую проволочную арматуру нанизываются пластмассовые фиксаторы («снежинки») — необходимые для защиты арматуры от возможной коррозии. Предварительно (до закрепления в упоры) на проволоку также нанизать просверленные деревянные круглые заготовки (равные по длине и ширине формуемым складывающимся плитам), по которым в последующем и будут распиливаться на проектную длину длинномерно отформованные складывающиеся большеразмерные плиты. Поперечные разделители формовочных дорожек можно сделать из металла складывающимися и съемными. При стыковке лотков по длине между собой в образовавшиеся торцевые ниши будут укладываться на мастике специальные эластичные жгуты-герметика, воспринимающие на себя линейные температурные колебания и позволяющие исключить полностью протекание воды излотковых каналов в местах соединения отдельных лотков. Длинные прутковые полусферы из металла, которые необходимо приваривать с наружной стороны продольных разделительных уголков (их устанавливают на дорожках формовки перед формовкой складчатых плоских плит). В последующем, при сборке лотков в проектное положение, эти грани-соединения промазываються герметиком и в образовавшиеся пустоты укладываються эластичные влаготермостойкие жгуты. Так же при армировании вдоль крайних граней на проволоку будут нанизываться (изготовленные из прочного пластика) удлиненные потайные гайки (снизу с двумя выступающими «усиками»), позволяющие удерживать их строго в проектном положении — в середине панели. Сверху будут завинчиваться (на период формовки) пластмассовые пробки, которые позволят исключить попадание цементного молочка на резьбу. Перед сборкой и транспортировкой лотков вместо данных временных пластиковых гаек-пробок будут ввинчиваться ремболты для их погрузки и монтажа на объекте, а затем выворачиваться и на их место снова устанавливаться пластиковые пробки или просто заливаться бетоном. При необходимости (если предусмотрено проектом) при армировании может укладываться и жестко фиксироваться подогреваемые изолированные провода — заготовки со специальными на концах защитными наконечниками для возможности после их снятия (за счет специальных переходничков) соединять все провода между собой при объединении сборных лотков в единый канал. Также сразу можно устанавливать датчики температуры, включающие всю систему подогрева при снижении температуры до определенной минусовой температуры, что позволит полностью исключить замерзание воды внутри организованного бетонного ливнестока. После жесткого соединения всех лотков вместе в единое целое с установленными продольными и поперечными торцевыми терможгутами обмазанных мастикой, для большей надежности обработать дополнительно лотковые канаты изнутри (в теплый период времени года с помощью установки-пульвилизатора тонким слоем) специальным составом стекло- или (базальто-) бетонной смеси, которая позволит обеспечить 100% герметизацию, с гарантированной влаго- морозостойкостью и долговечностью всего ливнестока, состоящего из отдельных сборных плоских плит. При необходимости, под большие дорожные нагрузки (если потребуется расчётом) боковые стенки лотков можно дополнительно усилить, проармировав базальтовыми или стеклопластиковыми стержнями проектной длины соответствующего диаметра и шага, привязав их вязальной проволокой к преднапрягаемой высокопрочной проволоке или зафиксировать с помощью специальных пластиковых защелок. Возможно заранее отдельно подготовить связанные в виде ковриков (для боковых стенок и днища) нанизанные мерные базальтовые стерженьки проектного диаметра (через определенное расстояние) на два продольных канатика в заранее закрепленные специальные пластиковые фиксаторы-защелки. Отдельно предусмотреть изготовление верхних съемных железобетонных крышек мерной длины с продольными узкими отверстиями, (образующимися с помощью специально изготовленного резинового коврика с конусообразующими пирамидального типа выступами, высотой равной толщине формуемой съемной крышке), с армированием между пустотами продольной и поперечной базальтовой арматурой проектного диаметра (под предполагаемые нагрузки) и длины. В период эксплуатации (при необходимости очистки каналов) крышки можно будет открывать с помощью специальных Т-образных плоских крючков-съемников, просовываемых в продольные отверстия с последующим разворотом на 90̊. При этом, одну из боковых стенок сборного лотка, формуемой складчатой плиты можно изготавливать в виде бордюра или поребрика (проектной высоты) с соответствующей опорно-запорной площадкой, служащей основанием под укладку по высоте на проектную отметку крышки канала с последующей жесткой фиксацией. С другой стороны стенки канала (сборно-формуемой плоской плиты) предусмотреть еще один специальный опорно и жестко фиксируемый узел-уступ под укладку сверху с одной стороны съемной верхней плиты лотка, а с другой стороны — дорожной плиты (с одной и той же отметкой верха, соответствующей отметки верха железобетонных крышек лотков ливневого канала). Для повышенной водостойкости и морозостойкости (при формовании «лицом вниз») на зеркало формовочной дорожки (перед укладкой основного бетонного слоя) возможно предварительно уложить слой стекло-базальтоцемента. Также можно изготавливать и сборные стенки бордюра и поребрика для повышения их морозостойкости, надежности и долговечности. Формовать их лучше полностью на фриттобетоне (в качестве наполнителя используя мелко нарезанные стекло или базальтовое волокно). Дорожные плиты также можно формовать по непрерывной технологии с двойным преднапряженным армированием, с укладкой на место в дорожное полотно порядно. Каждый продольный ряд дорожных плит относительно друг друга укладывается со смещением на полплиты с жестким защемлением продольных граней за счет паз-гребень. В результате получится единое идеально ровное дорожное полотно гарантированной надежности и долговечности. Возможно в качестве зеркала формуемой дорожки использовать специально изготовленный подогреваемый рифленый резиновый коврик. Чтобы продольный паз дорожной плиты при их сборке в единое дорожное полотно был четко посажен (с помощью «паз-гребень») в проектное положение, под дорожную плиту предварительно необходимо (поперек) положить металлические направляющие-скользячки. В последующем их извлекают за специально предусмотренные конусообразные петли. Данные металлические пуансоны укладывают на заранее разосланную специальную дорожную ткань, препятствующую проникновению влаги с земного дорожного полотна в дорожные плиты и исключающие попадание песка в паз-гребень.
Сборные складчатые плиты лотков можно распалубливать (после мерной их разрезки) с помощью тех же продольно уложенных разделительных уголков, в которых заранее предусмотреть установку (строго в проектном положении) изготовленных из кругляка утопленных петель (или заранее вварить гайки под вкручивание рем.болтов), с помощью которых плиты поднимать при распалубке и устанавливать на опрокидыватель. Опрокидователь-контователь изготавливается в виде усиленной рамки- опрокидывателя с перпендикулярно расположенной нижней жестко приваренной опорной тавровой площадкой, петлевым шарниром и специальным фиксатором. При подъеме сборной плиты лотков вертикально (предварительно жестко закрепленной удерживающими поперек специальными лентами-стяжками из высокопрочного материала) складчатая плита переворачивается на другую сторону для проведения работ по сборке лотка с помощью ввинченных в боковые стенки рем. болтов, с последующей проваркой сверху по утопленным закладным деталям специально изготовленных металлических металлизированных уголков с последующей обмазкой узлов сварки антикоррозионными составами. Это один из наиболее простых и быстрореализуемых вариантов для внутриквартального и внутригородского дорожного строительства с организованными ливнестоками. Это же решение вполне возможно использовать и при реализации комплексного обустройства жилых комплексов с сетью внутриквартальных и внешних долговечных автодорог.
При необходимости возможно разработать универсальную перенастаивающуюся формовочную установку под выпуск мерных лотков длиной до 3 м (как исключение до 6 м) различного поперечного сечения с различной толщиной продольных стенок и днища с монтажными и без монтажных петель. Конструктив установки: жесткая стационарная рама, на которой параллельно по длинной стороне рамы расположено 10 толстостенных труб, часть из которых крепится жестко к раме, часть перемещается по направляющим, с помощью подшипников установленных по торцам труб. Трубы перемещаются как в горизонтальном, так и вертикальном направлении. По системе труб протягивается прорезиненная транспортерная лента шириной до 3м с двух сторон жестко закрепленная на вращающемся барабане, из которых один с приводом, за счет которого и происходит отпуск и натяжение лент на период перехода установки на формовку следующего типоразмера лотков, а также натяжения с максимальным усилием в процессе формования и с незначительным отпуском в период распалубки. В местах соприкосновения транспортерной ленты с формуемым изделием с обратной ее стороны устанавливают подпружиненные листы с фиксацией на период формовки и набора изделием начальной прочности. При данной организации формовки наверное было бы более разумным использовать электропрогрев, с вулканизацией внутрь резиновой части ленты углеродных нитей и производить подогрев с двух сторон лотков, а подпружиненные удерживающие листы с обратной стороны запенить полиуретаном, что позволит существенно уменьшить теплопотери. А так как изделия тонкостенные, то расход электроэнергии будет небольшой и цикл тепловой обработки также меньшим по времени. Формование изделий в установке планируется организовать днищем вверх. Распалубку можно предусмотреть с помощью специальной выпрессовочной траверсы, «лыжи» которая находится под верхом стенок и при достижении бетоном распалубочной прочности она поднимается вверх при одновременном отодвижении наружных обечаек из транспортерной ленты на небольшое расстояние в разные стороны и происходит выпрессовка лотков. Потом с помощью ленточных чалок (путем их просовывания между верхом внутреннего вкладыша и внутренней стороной днища) происходит выемка лотка из формы, либо снимается за петли, установленные снизу днища формы с фиксацией концов петель к армокаркасу стенок лотка. При формовке форма с двух торцов защелкивается профильными выштампованными заготовками (под каждый профильный размер лотков — два своих торцевых бортика с необходимым выштампованным рустом под укладку герможгутом при последующем соединении мерных лотков в единый канал. В последующем возможно проработать технологию формовки лотков из расплавленного до 156-162̊ С серобетона, но вместо транспортерной ленты нужен другой более температуростойкий материал, наподобие стеклоткани. А тепловую обработку проводить за 3-5 минут с помощью специально сконструированной микроволновой установки.
Под формовку сборных мерных лотков высотой стенок до 500 мм можно разработать и специальную машину непрерывной формовки со специальными формовочными головками для возможности изготовления лотков различного, но небольшого поперечного сечения, но это в основном для больших, узкоспециализированных железобетонных производств.
Возможно, организовать формовку потребных лотков и в стационарных формах, но потребуется слишком много форм (под разное поперечное сечение с различной высотой и толщиной стенок) и они будут громоздкие и тяжелые, т. к. для сохранения жесткости (в целях исключения деформаций) потребуется дополнительно их усилить. Можно разработать и универсальную стационарную форму, но достаточно сложного конструктивного решения. К примеру, с отодвижными продольными бортами (и выдвижными по высоте), а также внутренним раздвигающемуся в стороны и вверх вкладышем или периодически заменяемом внутреннем надувном вкладыше из специального масловлаготермостойкого материала под планируемое поперечное сечение. Также возможно запроектировать специальную универсальную форму с отодвижными и поднимающимися крайними бортами и специальной конструкции достаточно сложного раздвигающегося механизма вверх-вниз и вправо-влево с рольгангами по углам и транспортерной лентой натянутой сверху. Но это будут достаточно сложные механизмы и с нашей культурой производства они вряд ли долго прослужат. А огромный парк лотковых форм под каждый вид с различным поперечным сечением и толщиной стенок, тоже не просты конструктивно и потребуют особого бережного к себе отношения, как при эксплуатации, так и при хранении с наличием для этого дополнительных производственных площадей.
Сборная конструкция лотков может состоять из отдельно отформованных плоских вертикальных стенок и отдельной плиты-днища и крышки с продольными отверстиями и двумя параллельными продольными углублениями на каждой из плит под установку и жесткой фиксацией в них вертикальных стенок лотков.
Такая же конструкция лотков вполне может использоваться и для прокладки под землей различных инженерных коммуникаций: тепла, воды, кабеля, газа и др.
Для справки: cтеклофибробетонное напыление можно наносить различной толщины вплоть до 20 мм. Так, к примеру, стеклофибробетон толщиной в 15 мм обладает ударной прочностью в 15 раз превышающий обычный бетон и в 5 раз большей прочностью на растяжение, морозостойкость бетонной смеси можно получить до 300 циклов.