Одной из основных задач поддержания технического состояния автомобильных дорог и искусственных сооружений на них, безопасного движения и снижения негативного влияния на окружающую среду является организация качественных систем водоотвода. Практика обслуживания и ремонта мостовых сооружений показывает, что многие существующие конструктивные решения систем водоотвода несовершенны и вызывают большое количество проблем при их обслуживании.
Наблюдается преждевременная коррозия изделий, многочисленные протечки из-за нарушения герметичности водоотвода, заиливание, обледенение и т.д. В связи с этим возникают незапланированные эксплуатационные расходы, а так как долговечность многих систем водоотвода не превышает 5-7 лет, то это также влечет за собой дополнительные затраты на преждевременную замену водоотвода.
Кроме того, неудовлетворительная работа систем водоотвода отрицательно влияет на другие конструктивные элементы мостовых сооружений и автомобильных дорог, вызывая их деформации и разрушение.
Немаловажную роль в обеспечении надлежащего уровня функционирования систем водоотвода имеет правильное выполнение работ на стадии проектирования. На сегодняшний день, как показывает опыт эксплуатации, необходим более серьезный подход к вопросам проектирования систем водоотвода на мостовых сооружениях и автомобильных дорогах с применением альтернативных водоотводных конструкций.
На сегодняшний день не существует типовых унифицированных надежных и технологичных решений для сбора и отведения ливневых вод с поверхности мостового полотна, поэтому проектные и строительные организации на каждом объекте вынуждены сталкиваются с индивидуальными решениями, что значительно осложняет процесс изготовления и монтажа систем водоотвода, а также увеличивает их стоимость.
Очень часто на стадии проектирования вообще не предусматривается линейный водоотвод вдоль пролетного строения, как с водоотводных трубок, так и с дренажных. Это приводит к тому, что на стадии строительства водоотводные устройства изготавливаются без утвержденных проектных решений и, как следствие, без соблюдения каких-либо требований к их качеству и безопасности исполнения.
Наиболее распространенные варианты исполнения водоотводных устройств на искусственных сооружениях:
Применение металлических канализационных или водоотводных труб делает эксплуатацию лотка крайне затрудненной, из-за закрытого сечения. Стандартные металлические трубы также как правило обладают значительной толщиной стенки, что приводит к избыточному собственному весу такой системы водоотвода и удорожанию их качественного и технологичного крепления к пролетным строениям.
Применение металлических листовых лотков осложнено необходимостью их качественной защиты от воздействия коррозии. Для соединения секций между собой применяется сварка. В случае применения для изготовления лотков из оцинкованных листов – возникает необходимость обработки сварных швов цинконаполненными составами, что все равно не гарантирует долговременной коррозионной стойкости из-за проблем с качеством ее нанесения на внутренние поверхности уже смонтированных конструкций. В случае применения нержавеющих стальных листов, помимо многократного увеличения стоимости самих конструкций, возникает необходимость применения дорогостоящей аргонной сварки.
В последнее время прослеживается определенная тенденция к применению стеклопластиковых водоотводных лотков, изготавливаемых контактным формованием. Однако такое решение вряд ли можно назвать инновационным. Данная технология (освоенная еще в 60-х годах ХХ века) связана со значительными трудозатратами и обусловлена низкой производительностью. По этой причине на сегодняшний день она практически не применяется в композитной промышленности для производства серийных изделий.
Формованный таким способом стеклопластик — слоистый, достаточно хрупкий материал, который стоек к атмосферным и химическим воздействиям только при специализированном внешнем покрытии (гелькоут), которое довольно легко повреждается при механических воздействиях.
В качестве более современного альтернативного материала для изготовления водоотводных изделий можно выделить монолитный блоксополимер полипропилена. Исходя из опыта применения на объектах, он обладает рядом ценных преимуществ. Прежде всего это абсолютная устойчивость к коррозии, атмосферным и биологическим воздействиям при сходных со стеклопластиком прочностных характеристиках. При этом блоксополимер обладает монолитной структурой и промышленно выпускается в виде листового материала на нескольких предприятиях в РФ. Водоотводные лотки изготавливаются с помощью комбинирования технологий термической гибки и сварки листового блоксполимера.
Такое производство обусловлено высокой степенью автоматизации процессов, что напрямую отражается на производительности. Кроме того, отсутствует привязка производства изделий к какой-либо формообразующей оснастке, что дает возможность изготавливать лотки нестандартных сечений и конфигураций, оптимально соответствующих параметрам конкретных искусственных сооружений.
Монолитная структура полимерного материала не требует какого-либо покрытия поверхности и при этом обладает очень высокой стойкостью к истиранию, а его гладкость значительно улучшает гидравлические характеристики лотка. Таким образом обеспечивается беспрепятственный отвод воды с минимальным сопротивлением, сводится к минимуму вероятность образования заиливания и наледи, исключается возможность разрушающего воздействия в случае возникновения обледенений. При необходимости (на особо важных объектах) допускается установка специальных саморегулирующихся греющих кабелей для полного исключения образования наледи, но в большинстве случаев такой необходимости не возникает. Для достижения надежного и герметичного соединения секций лотков из блоксополимера предпочтительно использование фланцевых стыков, равномерно прижимаемых к друг другу на болтах. Такая система зарекомендовала себя даже для применения небольшими подрядными организациями на объектах текущих ремонтов сооружений, когда требуется максимально быстрое устройство качественного и герметичного водоотвода в условиях фактически полного отсутствия средств механизации.
Для крепления полимерных лотков к конструкциям мостовых сооружений хорошо зарекомендовало себя применение анкеров (химического или клинового типа) в сочетании с подвесками из резьбовых шпилек.
Такой подход позволяет полностью применять унифицированные металлические крепежные изделия с заводским антикоррозионным покрытием. Для крепления лотков к подвескам в качестве альтернативы металлу успешно применяется стеклопластиковый конструкционный профиль в виде уголка, изготовленный промышленным методом пултрузии. Поперечные кронштейны из уголка легко могут быть изготовлены подрядной организацией прямо на объекте, т.к. стеклопластик не требует какой-либо окраски или обработки, при этом очень легко режется и сверлится. Данная конструкция крепления лотков позволяет регулировать их уклон в том случае, когда он не обеспечен продольным профилем сооружения.