О.Н. Распоров, доктор транспорта, академик РАТ,
И.Г. Овчинников, д.т.н., профессор, академик РАТ,
К.О. Распоров, к.э.н., доцент
И.И. Овчинников, к.т.н., доцент

Мостовые сооружения являются сложными инженерными конструкциями, надежность эксплуатации которых зависит не только от их правильного конструирования, но и от правильного подбора материалов, применяемых при  их строительстве. Неудовлетворительное состояние проезжей части мостов является одной из причин разрушения бетона и сокращения срока службы конструктивных элементов, а также коррозии металла ортотропных плит проезжей части. Поэтому при строительстве мостов возникает проблема устройства качественной дорожной одежды (мостового полотна). Причем мостовики считают, что это – дело дорожников, а дорожники испытывают определенные трудности при устройстве дорожной одежды (мостового полотна) не по привычному грунтовому основанию, а по плите проезжей части, которая имеет свои, отличные от обычного грунтового дорожного основания, жесткостные характеристики. Следствием является неправильное выполнение конструкции покрытия и гидроизоляции, проникновение сквозь них нежелательной влаги, приводящей к коррозии и преждевременному разрушению железобетонных плит и коррозии металла ортотропных плит проезжей части.

Одним из важнейших  элементов мосто¬вого полотна, обеспечивающих потребительские свойства мостового соору¬жения, является дорожная одежда, от конструкции и качества выполнения которой зависят и долговечность мостового полотна, и удобство и безопасность движения по мосту.
Следовательно, проблема разработки конструкций и технологий устройства дорожной одежды, обеспечивающих долговечность, соизмеримую со сроком службы пролетных строений, является весьма актуаль¬ной.
Обследование и анализ существующих конструкций дорожной одежды (мостового полотна) подавляющего большинства автодорожных мостов России показывают, что традиционно применяемые конструкции дорожной одежды и технологии их выполнения не обеспечивают требуемой долговечности. Положение усугубляется тем, что, кроме экстремальных воздействий подвижного состава, имеют место климатические и агрессивные воздействия, особенно в осенне-зимний период при борьбе с гололедом песчано-солевыми растворами. Все это приводит к необходимости переустраивать дорожные оде¬жды через 5-7 лет, а то и раньше.
В качестве дорожного покрытия на мостах, особенно большепролетных, часто используется дорожный асфальтобетон, соответствующий требованиям ГОСТ 9128-97. В то же время основание в виде металлической ортотропной плиты пролетного строения моста и условия эксплуатации, отличающиеся от дорожных, требуют назначения особых конструкций дорожных одежд и применения асфальтобетонных смесей, соответствующих специфике этих конструкций.
Тем не менее, в России, как материалы, так и конструкции для дорожных одежд на мостах в большинстве случаев применялись аналогичные автомобильным дорогам. Поэтому неудивительно, что  сроки службы таких асфальтобетонных покрытий на металлических мостах часто оказываются значительно короче, чем на автомобильных дорогах. Так на некоторых крупных мостах России ресурс долговечности дорожных покрытий уже через 3 – 4 года эксплуатации составляет 50 – 60%, в то время как в Дании они на аналогичных мостах служат при соответствующем содержании до 15 – 20 лет, а в Германии есть примеры и более длительного срока  службы.
За рубежом это стало возможным в результате использования специально проектируемых составов асфальтобетонных смесей, которые не применяются для дорожных покрытий. При этом предъявляемые к ним требования  учитывают максимальную и минимальную температуру эксплуатации, динамические напряжения в асфальтобетоне, его пластические и упругие свойства, а проектирование его состава ведется по специально разработанной методике. Кроме того, предусматривается строгий режим эксплуатации и содержания таких покрытий на мостах, на порядок более жесткий, чем на дорогах.
Например, известна конструкция дорожного настила моста, которая содержит стальные панели, верхняя поверхность которых покрыта слоем из модифицированной эпоксидной смолы с распределенными крупинками корунда. Верхняя поверхность слоя покрыта модифицированной эпоксидной смолой с заполнителем из кварцевого песка (патент Японии № 6092642 МПК Е01 С7/30). Недостатком данной конструкции является низкий срок службы из-за хрупкости, непрочности и низкой слипаемости  всего покрытия и появления повреждений в процессе эксплуатации.
  Ранее широко применялась конструкция дорожной одежды мостового сооружения, состоящая из защитно-сцепляющего слоя на основе эпоксидного компаунда с рассыпанным по его поверхности щебнем и двухслойного асфальтобетонного покрытия (конструкция дорожных одежд по СНиП 3.06.04-92). Недостатком этой конструкции является нетехнологичность получения покрытия, так как при применении эпоксидного компаунда на месте строительства, состоящего из отдельных компонентов (эпоксидная смола, каменноугольный деготь, цемент, отвердитель) необходимо строго выдерживать их дозировку при каждом замесе. В ряде случаев такая технология приводит к ошибкам, которые отрицательно сказываются на долговечности дорожной одежды.
В практике мостостроения также известна конструкция дорожной одежды с использованием материалов швейцарской фирмы «Sika». Она содержит антикоррозионный слой  из материала EGI, эпоксидного компаунда, выполняющего функцию защитно-сцепляющего слоя, из материала Haftmasse с рассыпанным по его поверхности мелким щебнем, буферный битумный слой из материала Ehsa с рассыпанным по его поверхности  мелким черным щебнем и двухслойное асфальтобетонное покрытие. Практика эксплуатации дорожной одежды из этих материалов также свидетельствует о ее недостаточной долговечности.
Во всех вышеперечисленных конструкциях дорожных одежд применяется уплотняемый асфальтобетон, срок службы которого не превышает 5 – 7 лет.
В связи с этим задача рассматриваемой ниже полезной модели на конструкцию дорожной одежды на ортотропной плите проезжей части заключается в повышении качества дорожной одежды на мостах при упрощении технологии ее укладки за счет исключения нарезания швов путем подбора соответствующих материалов.
Формула полезной модели RU 21051 U1  МПК Е01 С7/32.
Конструкция дорожной одежды проезжей части моста, включающая выполненные на основе каучукобитумного вяжущего грунтовочный, каучукобитумный, гидроизоляционный мастичный слои, асфальтобетонное покрытие, выполненное двухслойным с нижним слоем из уплотняемого асфальтобетона и верхним слоем из литого асфальтобетона, при этом грунтовочный слой включает каучукобитум, растворитель и адгезионно-антикоррозионный материал, каучукобитумный слой — битум и каучук, гидроизоляционный слой — каучукобитум, песок и минеральный порошок, уплотняемый асфальтобетон — битум, щебень, песок и минеральный порошок, а литой асфальтобетон — каучукобитум, кубовидный щебень, песок и минеральный порошок, отличающаяся тем, что асфальтобетонное покрытие на участках, примыкающих к деформационным швам, выполнено из одного слоя, содержащего литой асфальтобетон, при этом ширина участка составляет не менее 1 м, а в качестве каменного материала в дорожной одежде выбран кубовидный гранитный щебень фракции 4-20 мм с прочностью не менее 1200-1400 кг/см
Предложенное решение поясняется рисунками. На рис. 1 приведено схематическое изображение слоев дорожной одежды на ортотропной плите, на рис. 2 изображение слоев дорожной одежды около деформационного шва, а на рис.3 вид сверху на деформационный шов с прилегающими участками дорожной одежды. На этих рисунках обозначено: 1 – ортотропная плита проезжей части, 2 – грунтовочный слой, 3 – каучукобитумный слой, 4 – гидроизоляционный слой, 5 – очерненный щебень, 6 – уплотняемый асфальтобетон,  7 – литой асфальтобетон, 8 – деформационный шов, 9 – участок проезжей части с двухслойным асфальтобетонным покрытием, 10 – участок дорожной одежды с однослойным дорожным покрытием.
К дорожной одежде, наносимой на ортотропную плиту предъявляются особые требования в связи с действующей на нее большой нагрузкой и вибрацией вследствие колебаний пролетного строения.
На ортотропную плиту 1 наносят грунтовочный слой 2 на основе каучукобитумного вяжущего с добавлением растворителя  Soolvessa и адгезионного антикоррозионного материала диамина. Каучукобитумный слой 3 изготовлен из битума и каучука и имеет толщину 2,5 – 4 мм. Гидроизоляционный слой 4 представляет собой мастику из смеси каучукобитума, каменной высевки, минерального порошка и песка и укладывается в горячем виде для обеспечения бесшовной гидроизоляции.  Минимальная толщина мастичного гидроизоляционного слоя составляет 20 мм. На гидроизоляционный слой 4 наносят посыпку из очерненного щебня 5 мелкой фракции для обеспечения сцепления. Очерненный щебень 5 – это щебень, обработанный каучукобитумным вяжущим. Уплотняемый асфальтобетон 6 представляет собой смесь каменного материала, песка, минерального порошка и битума.  Верхний слой дорожной одежды выполняется из литого асфальтобетона 7, представляющего собой смесь из каменного материала, песка, минерального порошка и каучукобитума. Литой асфальтобетон варится и заливается в горячем виде, благодаря чему получается водонепроницаемое покрытие.
В местах сопряжения пролетов моста с деформационными швами 8 на участке 9 располагается двухслойное асфальтобетонное покрытие, а на участке 10 на расстоянии 1 метра от деформационного шва дорожная одежда состоит из однослойного асфальтобетонного покрытия из литого асфальтобетона 7, которое позволяет избежать образования трещин в процессе эксплуатации дорожной одежды. Применение литого асфальтобетона позволяет также избежать нарезания технологических продольных и поперечных швов в дорожной одежде после ее укладки. 

В качестве битума может быть использован битум марок БНД 90/130  или БНД 60/90 (ГОСТ 22245-90).
При укладке дорожной одежды на мосту через Волгу у села Пристанное Саратовской области в соответствии с предложенным выше решением использовался битум с завода «Крекинг» г. Саратова и  ОАО «Саратовский НПЗ». В качестве вяжущего в дорожной одежде использованы резинобитумы КВ 60 и КВ 100, в которых использован бутадиенстирольный каучук или термопластичный блочный полимер бутадиенстирола Calprene 416.
В качестве каменного материала в слоях дорожной одежды использованы гранитный щебень фракции до 4 мм с модулем крупности 2,74 – отсевы дробления по ГОСТ 8736-93 из месторождения габбро-диабазов «Голодай-Гора» ОАО «Карелнеруд» и гранитный кубовидный щебень 4-16 мм (по ГОСТ 8267-93 производства ОАО «Карелнеруд» из месторождения Шокшинских диабазов с прочностью 1400 и морозостойкостью 200) или 5-20 мм (по ГОСТ 82670-93). При устройстве дорожной одежды применялся песок речной волжский местный. В качестве минерального порошка использован активированный минеральный порошок по ГОСТ 16557-78 из Тульской области или порошок минеральный для асфальтобетонных смесей по ГОСТ 16557-78 из г. Вольска Саратовской области.
Как уже выше отмечалось, впервые в практике российского мостостроения был применен литой асфальтобетон для устройства дорожной одежды на мостовом сооружении на большой площади покрытия – порядка 460000 квадратных метров, причем использовались отечественные материалы, производимые серийно. Как показал имеющийся опыт эксплуатации дорожной одежды с применением литого асфальтобетона, данная конструкция дорожной одежды может быть успешно применена в средней полосе с температурным режимом от – 40 до + 40 градусов.
Дорожная одежда, уложенная в соответствии с этим решением на мосту через Волгу у села Пристанное Саратовской области после  десяти лет эксплуатации находится в отличном состоянии. Даже в местах соприкосновения покрытия с металлом деформационных швов и других металлических конструкций моста отсутствуют трещины (рис.4).    При устройстве  же покрытия из обычного асфальтобетона  в местах соприкосновения асфальтобетона с металлическими конструкциями трещины обязательно присутствуют.
 

Рис. 4. Состояние дорожной одежды на мосту около деформационного шва

   За десятилетний период все затраты на содержание покрытия из литого асфальтобетона сводились только к работам по зимнему содержанию, причем  расход противогололедных материалов для борьбы с гололедом оказался значительно меньше, чем для обычного асфальтобетона.
Кроме того, данная конструкций дорожной одежды оказалась шумопоглощающей – уровень шума от движущегося транспорта значительно ниже, чем при устройстве дорожной одежды из обычного асфальтобетона. Это позволило исключить устройство первоначально заложенного в проект моста шумозащитного экрана над участком моста, проходящем по селу Пристанное, и тем самым весьма значительно снизить расходы на строительство моста.
Список литературы:
1.Овчинников И.  Г.,  Распоров О.  Н.,  Макаров В. Н.   Устройство   дорожной  одежды на  новом   автодорожном мосту   через Волгу   у Саратова // Транспортное строительство. 2000. № 6.  С. 10-11.
2. О проблеме устройства дорожной одежды на мостах с ортотропной плитой / К.Д. Кельчевский,  А.И. Ликверман, В.Н. Макаров и др. //Транспортное строительство. 2001. № 7. С. 22-25.
3. Во что одеть мосты? / В.Н. Макаров, О.Н. Распоров, И.Г. Овчинников, А.Г. Щербаков // Дороги России XXI века. 2002. №5. С.68-79.
4. Макаров В.Н., Овчинников И.Г. Выбор рациональной конструкции дорожной одежды и технологии ее устройства на мостовом переходе // Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций: Материалы III Междунар. науч.-техн. конф. Волгоград. Ч. 2. 2003. С. 138-141.
5. Овчинников И.Г., Распоров О.Н., Макаров В.Н., Монов Б.Н., Иванов О.К. Опыт эксплуатации дорожного покрытия из литого асфальта на мостовых сооружениях// Транспортное строительство. 2004. №12, с. 15 —  17.