Почему модульные деформационные швы не трескаются при −50 °C: решение для мостов России 

От МКАД до Лены в Якутске и вечной мерзлоты Камчатки — российским мостам приходится переживать не просто смену сезонов, а суровые испытания, где мерилом служат десятки градусов ниже нуля. Каждую зиму при резком падении температуры конструкции сжимаются, буквально разрывая деформационные швы, а с весенним потеплением им приходится выдерживать обратное расширение. Урок теплового расширения и сжатия на просторах России, раскинувшейся через всю Евразию в одиннадцати часовых поясах, масштабирован во многократном размере.

На протяжении многих лет на российских мостах в основном использовались резиновые ленты и битумные деформационные швы. Эти устройства вполне надежны в умеренном климате, но в условиях сибирских морозов — когда температура зимой повсеместно опускается до минус сорока, а местами и до минус шестидесяти градусов — резина твердеет и трескается, а битумные мастики теряют эластичность. Как только появляются трещины, дождевая вода и реагенты просачиваются внутрь пролетных строений, вызывая коррозию арматуры и отслоение бетона. В итоге проблема «одного маленького шва» зачастую приводит к необходимости капитального ремонта всего моста.

Именно поэтому деформационные швы гребенчатого типа в последние годы привлекают все большее внимание российского инженерного сообщества. Принцип их работы не отличается сложностью: две высокопрочные стальные пластины со сцепляющимися зубьями прилегают друг к другу подобно расческе; перемещения воспринимаются самой металлической конструкцией, а не за счет гибкости резины или битума. Природная устойчивость металла к температурным перепадам позволяет ему нормально расширяться и сжиматься даже в условиях экстремального холода — в этом и заключается фундаментальное отличие данной технологии от традиционных деформационных швов.

В регионах с суровым климатом несколько его характеристик оказываются особенно эффективными. Во-первых, это самоочистка от мусора. Зимой дороги обильно посыпают реагентами, из-за чего смесь льда, снега и крошки легко забивает и блокирует зазоры обычных деформационных швов. Гребенчатая же структура оставляет мусор только на поверхности плит, откуда он сам опадает под колесами проезжающих машин, не допуская засорения или заклинивания. Во-вторых, несущая способность. Гребенчатые плиты в основном изготавливаются из высокопрочной стали марки Q355, а форма зубьев распределяет нагрузку от транспорта. Учитывая высокую долю тяжелых грузовиков в России, такая конструкция не деформируется даже при длительной эксплуатации. В-третьих, коррозийная стойкость. Плиты оснащены скользящими листами из нержавеющей стали и уплотнителями из хлоропренового каучука, что позволяет эффективно противостоять воздействию реагентов и дождевой воды, продлевая срок службы конструкции.

С точки зрения комфорта вождения гребенчатые деформационные швы также имеют преимущество. Поверхность зубьев фрезеруется и проходит противоскользящую обработку, благодаря чему при проезде автомобиля минимизируются тряска и шум. Это особенно важно для городских мостов: ни один город не захочет каждую ночь просыпаться от грохота колес на стыках.

Более того, важную роль играет стоимость обслуживания. Традиционные деформационные швы в случае износа часто требуют полной замены, что неизбежно ведет к перекрытию полос и затруднению движения. В свою очередь, гребенчатая конструкция позволяет извлекать и заменять изношенные плиты по отдельности, без необходимости демонтажа всего узла, что сокращает время ремонта и минимизирует влияние на трафик. Для России с ее огромными территориями, большим количеством мостов и рассредоточенными силами технического обслуживания этот фактор имеет едва ли не решающее значение при выборе типа конструкции.

Сегодня, по мере реализации национального проекта «Безопасные качественные дороги» и вступления большого числа старых мостов в период капитального ремонта, эти конструкции, прошедшие проверку суровыми морозами, превращаются из «нишевого решения» в «основной выбор». Выбор деформационного шва — это, по сути, выбор способа, которым мост будет зимовать в ближайшие десятилетия.