Применение полимерных труб большого диаметра в дорожном строительстве

В России и в странах Европы автомобильные и железные дороги всегда считались и считаются приоритетными объектами для перевозки грузов. Наиболее распространенным видом искусственных сооружений на автомобильных дорогах являются водопропускные трубы.

Водопропускные трубы (ВПТ) — это искусственные сооружения, направленные на беспрепятственное прохождение водных потоков малых рек и поверхностных вод с водосборных бассейнов, предотвращая размытие дорожной одежды железных и автомобильных дорог. При высоте насыпи полотна более 2 м над трубой уменьшается величина воздействия временных нагрузок, а с увеличением этой высоты сводится до минимума. По сравнению со строительством малых мостов использование водопропускных труб существенно снижает сумму капитальных и эксплуатационных затрат и значительно сокращает сроки ввода объектов в эксплуатацию.

Водопропускные сооружения с использованием труб являются важнейшими конструктивными элементами автомобильных и железных дорог. От их правильной работы зависит общее состояние дороги и обеспечение безопасного движения по ней транспорта. Их количество доходит до 25% от общего количества всех искусственных сооружений. В среднем на 1 км дороги приходиться более 1 м водопропускной трубы.

В последнее время происходит прогрессирующее ухудшение состояния водопропускных сооружений. Такое положение, наряду с воздействием окружающей среды, физическим износом, старением материалов и конструкций и др., вызывается растущими объёмами автомобильных перевозок, повышением осевых нагрузок скоростей движения транспорта.

Неудовлетворительное или аварийное состояние имеют 40% всех водопропускных труб. На водотоках эксплуатируется большое количество труб, многие из которых по своему физическому состоянию, по водопропускной способности или по иным причинам требуют реконструкции вплоть до переустройства на новые сооружения.

Основными материалами для устройства водопропускных труб в настоящее время служат железобетон и гофрированная сталь, имеющие существенные недостатки в процессе монтажа и эксплуатации.

К минусам железобетонных труб для устройства водотоков можно отнести ограниченный размер поперечного сечения, ограниченную длину и как следствие большое количество стыковочных швов, требующих тщательной гидроизоляции, значительный вес, активные процессы выщелачивания, приводящие к разрушению.

Что касается стальных труб, то по сравнению с железобетонными они имеют меньший вес. Но в процессе строительства уходит много времени на сборку конструкций, так как стальные водопропускные трубы монтируются из отдельных звеньев с помощью болтового соединения. Использование оцинкованных гофрированных труб не гарантирует долговечность конструкций ввиду того что в процессе эксплуатации происходит истирание защитного покрытия и в последствии происходит катастрофически быстрая коррозия основного металла.

В последнее время для ремонта и строительства водопропускных сооружений широко используются полиэтиленовые трубы больших диаметров, обладающие целым рядом преимуществ по сравнению с аналогами из железобетона и стали:

- Сооружения из полиэтиленовых труб имеют повышенное значение кольцевой жесткости, обладают сейсмостойкостью и сопротивлением к разрушению. Расчет на прочность полиэтиленовых водопропускных труб проводился программе «Ingsoft EasyPipe» основанной на методике немецкого стандарта ATV-DVWK-A 127 с учетом СП 34.13330.2012 «Автомобильные дороги», для дорог IА категории под нормативную осевую нагрузку 130 кН. Результаты, полученные в ходе исследований подтверждают более чем 2х кратный запас прочности полиэтиленовых водопропускных труб.

- Небольшой вес позволяет перевозить их любым видом транспорта и снизить транспортные расходы до минимума, что зачастую проблематично при использовании бетона. При погрузочно-разгрузочных работах не требуется большегрузной техники. Стоимость транспортировки 1 м.п. полиэтиленовой водопропускной трубы в 3-5 раз ниже.

- Сроки строительства сооружений из пластиковых труб в 5-7 раз меньше, чем при использовании бетонных и стальных конструкций. При работе не требуется использование сложной и дорогостоящей техники. Так же полимерные трубы легко монтируются между собой методом свинчивания и последующим сварки ручным экструдером внутреннего и/или наружного стыков труб.

- Полимерные водопропускные трубы не корродируют и не гниют, не подвержены зарастанию и разрушению блуждающими токами, в отличие от железобетонных и металлических водопропускных труб. Срок службы составляет не менее 50 лет, в то время как бетонные трубы служат не более 25-35 лет.

Автор статьи главный инженер ПТО «Гермес Групп»

Игнатьев Александр