Дороги из бетона плюсы и минусы. Бетонные дороги технология. Монтаж арматуры для бетонного покрытия

Вопрос строительства в России дорог с цементобетонным покрытием становится особенно актуальным сегодня, когда правительством РФ определена стратегическая задача почти в два раза повысить сроки службы и одновременно снизить затраты на строительство, ремонт и содержание дорог. Одним из возможных способов достижения этой цели становится применение цементобетонных покрытий.

Почему цементобетонные дороги в стране не строятся до сих пор? Чтобы понять это, нужно обратиться к истории. В Германии, США уже перед Второй мировой войной активно строились автобаны с цементобетонными покрытиями. В СССР первые такие трассы появились только в 50-х годах ХХ века. Тогда же были созданы отечественные укладочные машины Д181, Д182, Д195 на рельсовом ходу.

С 1970 года в СССР началось массовое строительство цементобетонных дорог с применением новой технологии — машин со скользящей опалубкой на гусеничном ходу. Комплекты высокопроизводительных бетоноукладочных комплексов «автогрейд» были закуплены в США. Они стали основой для выпуска комплектов отечественных машин Д100, Д110 Брянского завода. По инновационной на тот момент технологии были построены трассы «Москва—Волгоград», «Омск— Новосибирск», «Свердловск (ныне Екатеринбург)—Челябинск», «Свердловск—Серов», «МКАД--Подольск— Серпухов», «МКАД —Кашира» и многие другие.

В тот период протяженность дорог с цементобетонными покрытиями составила более 10 тыс. км. Однако в процессе эксплуатации таких дорог выявился ряд недостатков: на них образовались раскрывающиеся трещины в поперечных температурных швах, происходило шелушение, крошение поверхностного слоя бетона, сколы. Почему так случилось? Скорее всего, страна просто не была готова к строительству цементобетонных дорог. Отсутствовал качественный цемент, эффективные пластифицирующие воздухоизвлекающие добавки, качественные герметизирующие материалы, не были разработаны ГОСТы, стандарты технического контроля. Вследствие этого комплекса причин дорожные покрытия фактически через год уже стали непригодными к эксплуатации.

Когда начались массовые разрушения цементобетонных покрытий, возникавшие из-за некачественных материалов и несоблюдения технологии, Минтранс издал приказ о замораживании строительства дорог данного типа в СССР. С 1980 года строительство начало сворачиваться, сократилось количество проектов, были приостановлены научные исследования. Нормативные документы в этой области не обновлялись более 30 лет! В то время сложился ошибочный стереотип, что в России невозможно строить качественные цементобетонные покрытия, что они дороги по сравнению с асфальтобетоном. Фактически были ликвидированы крупные подрядные организации, многие их сотрудники уехали за рубеж. Так, специалисты Центродорстроя в 80-х годах оказались в Индии, где построили более 500 км высококачественных дорожных покрытий.

Прошли годы, и «портрет» цементобетонной дороги сильно изменился. Сейчас в мировую практику внедрена новая технология, которая подразумевает практически полную автоматизацию и механизацию всех процессов по укладке и уплотнению, устройству деформационных швов. Современные бетоноукладчики за один проход выполняют полный комплекс работ, оставляя после себя полностью готовые покрытия! Важно и то, что сегодня нет дефицита качественных материалов. Создано новое поколение бетонов высокой прочности, имеются герметизирующие материалы со сроком эксплуатации семь и более лет.

Доказано, что стоимость цементобетонных дорожных одежд примерно равна стоимости асфальтобетонных. Раньше толщина цементобетонного слоя составляла не менее 20 см, а асфальтобетонное покрытие толщиной примерно 5 см укладывалась на двадцатисантиметровое основание из щебня. В этой ситуации асфальтобетон был дешевле. Однако сейчас, когда нагрузки на дорожное полотно возросли, общая сумма толщин асфальтовых слоев составляет 24-26 см, а цементобетонных — 22-24 см, то есть они фактически сравнялись.

Главным же преимуществом цементобетона является срок службы без ремонта. Если дорогу с асфальтобетонным покрытием нужно ремонтировать через 2-3 года, то цементобетонную — через 26-30 лет. В Америке перешли на строительство сверхдолговечных покрытий, срок службы которых — 50 лет. Также полностью развеян миф о неремонтопригодности цементобетонных покрытий.

Сейчас наступил момент, когда Россия подошла к необходимости строительства цементобетонных дорог. Создана Ассоциация бетонных дорог, которая целенаправленно продвигает идею о необходимости массового применения цементобетона в российском дорожном строительстве, заполняет существующий вакуум в области нормативной документации. Речь идет о том, что во всех проектах на строительство и реконструкцию дорог должно быть представлено экономическое сравнение разных вариантов. И если расчет будет идти с учетом дисконтированных затрат, цементобетон будет эффективнее. Важно, что сегодня для этого существует технологическая база, а также социальный заказ на сокращение затрат на строительство и ремонт, увеличение срока службы дорожных покрытий. Если будут заказы, обязательно появятся и российские укладочные машины, и новые подрядные организации.

Мнение

Виталий Богаченко (LafargeHolcim Россия): «Дороги с цементобетонным покрытием широко распространены и долговечны в эксплуатации. Современное монолитное цементобетонное покрытие ровное и жесткое, его жизненный цикл в три раза длиннее, чем у асфальтобетона. К очевидным преимуществам цементобетонных покрытий относятся: значительный срок службы (более 25 лет, отсутствие прогиба дорожного полотна), низкая восприимчивость к колебаниям температур, снижение расхода электроэнергии и повышение безопасности движения благодаря повышенным светоотражающим свойствам. Важно отметить, что стоимость строительства цементобетонных покрытий может составлять от 95 до 130% стоимости асфальтобетонных»

Юрий Жуков («ВиртгенИнтернациональ-Сервис»): «Серьезной проблемой автодорог является износ и образование колейности при интенсивном трафике. Одним из решений может стать двуслойная укладка цементобетона, свежий по свежему. В этом случае верхний слой более высококачественного бетона укладывается на свежеуложенный нижний слой менее высокой марки. Эта работа выполняется комплексом из двух раздельных бетоноукладчиков или одним специализированным. В этом случае значительно увеличивается износостойкость дорожного покрытия и снижается себестоимость материалов. Пока количество автомобильных дорог с цементобетонным покрытием в России невелико. И если будет принята масштабная федеральная программа по строительству таких трасс, то нужно понимать, что школа по строительству цементобетонных покрытий автомобильных дорог была практически утеряна, и специалистов осталось не так много. Также для строительства двуслойных покрытий потребуется новое специализированное высокотехнологичное оборудование»

Основным материалом для строительства дорог является асфальт. Уже через три года для них требуется ремонт, а затем ежегодное восстановление эксплуатационных свойств. Бетонная дорога значительно превосходит асфальтную по многим параметрам, но ее применение ограничено.

Причины этого следующие:

• недостаточный бюджет строительства;
• низкая производительность;
• климат;
• транспортные нагрузки;
• нехватка необходимых марок цемента;
• рельеф местности.

В США национальным достоянием являются бетонные дороги (фото ниже).

Еще в 50-х годах в Америке и на Западе поняли их преимущество и строительство пошло полным ходом.

Раньше бетонные дороги в России выкладывались из плит, езда на автомобиле напоминала движение поезда на стыках рельсов. Сейчас ее заливают на месте и покрытие получается ровным.

Для чего нужны бетонные дороги?

Бетонная дорога имеет следующие преимущества:

• легкость приготовления бетонной смеси;
• высокая скорость укладки;
• высокая прочность и долговечность;
• гладкая поверхность, обладающая хорошим сцеплением с шинами;
• лучшая видимость по сравнению с асфальтом из-за хорошей отражающей способности.

Бетонные дороги обладают эксплуатационными преимуществами, которые заключаются в передаче нагрузки с жесткой бетонной плиты на большую часть основания. Особенно это проявляется в весенний период. Прогиб асфальта часто происходит необратимо, что видно по появлению колеи и волн. Бетонное покрытие подобный прогиб уменьшает, при этом достигается экономия топлива до 20%.

Экологические преимущества связаны с отсутствием загрязнения грунта нефтепродуктами, которые выделяются из асфальта. Снижение расхода топлива уменьшает выбросы в атмосферу. Считается, что более твердое покрытие издает больше шума, но подобное увеличение незначительно.

Влияние рельефа местности на строительство дорог

Автомобильная бетонная дорога возводится с помощью разных технологий. Каждый проект отличается. В горных районах дорога повторяет рельеф местности.

При строительстве магистралей его стараются спрямлять: впадины засыпаются, холмы срезаются, сквозь горы проводятся тоннели, строятся эстакады и мосты. Для обеспечения нормального скоростного режима строители стараются избегать крутых подъемов, спусков и поворотов.

Для разных конструкций дорог основная классификация делается по материалам верхнего покрытия, которым может быть асфальт или бетон. Асфальт необходимо ремонтировать уже через 3-4 года. Некоторые дороги большой протяженности начинают восстанавливать, когда строительство еще не закончено. Бетонная дорога обходится на 80% дороже, но она не требует ремонта первые 10 лет эксплуатации. Ее долговечность сокращает эксплуатационные расходы. Если укладка бетонной дороги выполнена качественно, она служит несколько десятилетий без капитального ремонта.

Структура дорожного полотна

Конструкция бетонных дорог выполняется из следующих слоев:

• дополнительный,
• подстилающий;
• бетонное покрытие.

Подготовка грунта

Заливке бетоном предшествует подготовка грунта и изготовление выравнивающего слоя. Грунт должен быть плотным. Это легко проверить, воткнув в него стальной прут толщиной до 12 мм. Он должен входить на глубину не более 60 см. Если уплотнение будет недостаточным, подушка в дальнейшем просядет и бетон разрушится.

Грунт предварительно укатывают. Особенно этому уделяют внимание при его подсыпке. В этом случае укатка производится послойно. Уплотнение грунта делается при оптимальной влажности. Количество проходов и тип катка следует подбирать экспериментально, производя пробную укатку. Если влажность ниже допустимой величины, грунт следует увлажнять. Если он чрезмерно сырой, его просушивают рыхлением, добавлением песка, шлака или другими способами.

Водоотведение

Когда строятся бетонные дороги, технология предусматривает отвод от них талых, ливневых и паводковых вод еще перед сооружением земляного полотна. Работа в этом плане выполняется как в черте города, так и за его пределами.

Устройство бетонной дороги с отводом осадков необходимо с целью повышения срока эксплуатации и улучшения условий езды. На поверхности дороги вода опасна для транспорта при его движении. Ухудшается сцепление с полотном, брызги из-под колес мешают обзору, а также образуется лед при замерзании. Для ее удаления дорожное покрытие должно быть наклонено в поперечных и продольных направлениях, делаются также дренирующие слои. Основание под дорогой выравнивается и в нем создается уклон, который может быть односкатным или двускатным. Места, где может скапливаться вода, выравнивают и засыпают недренирующим грунтом.

Вне города вода с проезжей части удаляется в дорожные кюветы. Их ширина составляет 1-2,5 м. Вода собирается в них и отводится в водоприемники: сточную канаву, естественный или искусственный водоем, русло реки. Для этого в кювете создается уклон в 1-4%, укрепленный газонной травой, булыжником, обломочным или бетонным камнем.

В населенных пунктах вода через лотки собирается в городской канализации. Устройства для ее отведения постоянно чистятся, чтобы обеспечить требуемую пропускную способность.

Вода, которая просачивается в грунт, представляет опасность для дороги. Она отводится через слои просачивания, например, гравий. В нем размещаются дренажные трубы с прорезями или отверстиями. Они могут быть из пластика, бетона или керамики.

Работы по отводу от дорожной полосы талых, ливневых и паводковых вод делаются перед сооружением земляного полотна.

Укладка подстилочного слоя

На грунте делается песчаная подушка толщиной 20-40 см. Без нее можно обойтись, но она значительно препятствует поступлению вверх влаги из грунта и улучшает дренаж. Он необходим для предотвращения размытия и морозного пучения, приводящих к появлению впадин и образованию трещин в бетонном монолите. Наибольшие проблемы создает грунт из глины, торфа и любой другой, который способен накапливать воду. Он частично срезается и на дно засыпаются камни крупных фракций, а затем гравий. Высота слоев после укатывания составляет около 30 см. От их подготовки зависят затраты и то, сколько времени будут строиться бетонные дороги. Минимальная толщина основания зависит от типа грунта и климатической зоны. Она определяется по таблицам. Между всеми слоями из разных материалов выкладывается геотекстиль.

Разравнивание каждого слоя производят с соблюдением проектных продольного и поперечного уклонов.

Каменные материалы основания обычно укрепляют веществами, обладающими вяжущими свойствами. Это может быть цемент или отходы промышленности: гранулированный металлургический шлак с добавкой негашеной извести, зола тепловых электростанций, молотый шлак. Слои должны быть монолитными, что достигается за счет применения вяжущих составов и тщательной укатки.

Для прохождения строительных машин часто требуется увеличение прочности дополнительного нижнего слоя. Для этого его укрепляют вяжущими составами.

Опалубка

Опалубку изготавливают из пиломатериалов по высоте заливки, которая составляет 100-150 мм. Выбирая ее по высоте, следует учитывать, что на краях бетонной плиты делаются ребра, повышающие ее прочность. Толщина досок должна быть не ниже 50 мм. Их покрывают составом, облегчающим отсоединение от застывшей плиты. К опалубке из дерева предъявляются требования прочности от распора свежего бетона и усилий, возникающих при работе трамбующего бруса.

Если применяются тяжелые дорожные машины по уплотнению и отделке бетона, устанавливается мощная опалубка из стали. Она не коробится и служит значительно дольше. В ее основании имеется подошва, повышающая устойчивость.

Секции опалубки устанавливаются в линию и надежно крепятся. Особенно это важно, если вибрирование бетона делают тяжелыми машинами. В местах снижения уровня основания под опалубку подливают слои тощего бетона для большей устойчивости.

Бетонные дороги: технология изготовления плит

Перед укладкой бетона устанавливают температурные швы, позволяющие плитам перемещаться по вертикали и горизонтали при их расширении или сжатии.

1. Температурные швы

Заливочные секции полностью разделяются. Для заполнения швов применяется материал, поглощающий энергию: изоляционный картон, мягкая древесина, пробка с битумом. Для предохранения от мусора и камней верхнего участка шва на глубину 40-50 мм необходимо сделать гидроизоляцию герметиком. Если она не будет вовремя сделана, при расширении плит бетон из-за камней может отколоться.

Расстояние между швами в умеренном климате достигает 20-30 м. Надежность покрытия для длинных плит составляет 50%, а для коротких - 85%. Она характеризуется устойчивостью к трещинообразованию между капитальными ремонтами. Монолитность покрытия поддерживается за счет стальных стержней, размещенных в швах.

Их устанавливают через боковые грани или с помощью специального устройства на бетоноукладчике. Когда зазоры между соседними плитами находятся на расстоянии более 6 м, сверху покрытия устанавливают промежуточные швы на глубину 1/3 от толщины бетона. Такие ложные швы делают и по оси дороги.

Ширина двух полос дороги составляет 6-9 м. Между ними также делается температурно-усадочный шов, чтобы не образовались продольные трещины.

2. Укладка бетона

Подстилочный слой закрывается водостойкой бумагой, гидроизоляцией или увлажняется. Бетон укладывается по толщине за один раз. Если применяется армирование, сначала заливается слой толщиной 30-40 мм, на него укладывается сетка, а затем до конца заполняется опалубка.

Бетонная смесь должна наноситься быстро, поскольку она жизнеспособна короткое время. Разбавлять водой ее нельзя, поскольку это приведет к ухудшению механических свойств плиты.

Из-за больших объемов к месту заливки поставляется готовый заводской бетон. После выгрузки из автомашины он разравнивается специальной машиной, оборудованной лопастями с приводом. Смесь выгружается по 1 м3 и равномерно размещается, иначе большая куча будет иметь в основании большую плотность, чем в других местах. В процессе выравнивания эта неравномерность сохраняется, что может привести к повышенной усадке малоуплотненных участков. При этом на поверхности плиты образуются впадины. Лучшим вариантом является равномерная укладка бетона в 2-3 слоя.

3. Уплотнение бетона

Оборудование для уплотнения бетона представляет собой брус из дерева или металла, на который воздействуют закрепленные на нем пневматические молотки. Он погружается в бетонную смесь и перемещается внутри нее. Когда обработка участка заканчивается, брус поднимают и переносят на другой участок.

При использовании арматуры вибрационный брус должен быть от нее на расстоянии 5-7 см выше.

Вибрационная машина содержит кроме вибрационного также разравнивающий брус, который располагается впереди.

К пластичности бетонной смеси предъявляются особые требования. Она должна быть достаточно подвижной, но не слишком жидкой, иначе происходит ее оплывание, перетекание через опалубку - ухудшается прочность.

После небольшого затвердевания бетонную плиту поливают водой, чтобы не образовались трещины от высыхания. Ее покрывают песком, соломенными матами, мешковиной или брезентом. Современным способом защиты от испарения является распыление на поверхности плиты затвердевающего герметика. Пленкообразующее вещество наносят на всю поверхность и боковые грани. Перед этим требуется удалить с покрытия лишнюю влагу.

Низкое качество бетонной смеси приводит к необходимости проведения частых ремонтов дороги.

Заключение

Технология строительства бетонных дорог постоянно совершенствуется, благодаря следующему:

1. Повышению квалификации и опыта специалистов.
2. Наличию многофункциональной и высокопроизводительной техники.
3. Улучшению технической оснащенности, позволяющей сократить ручной труд.
4. Применению новых современных материалов.

Несмотря на большую стоимость, расходы на ремонт бетонных дорог значительно меньше, чем на ремонт асфальтных.

Как реагирует наше тело на ежедневное употребление молока?Познакомьтесь с детальной информацией о том, к чему может привести постоянное употребление коровьего молока.... Напитки Наши предки спали не так, как мы. Что мы делаем неправильно?В это трудно поверить, но ученые и многие историки склоняются к мнению, что современный человек спит совсем не так, как его древние предки. Изначально... Сон 13 признаков, что у вас самый лучший мужМужья – это воистину великие люди. Как жаль, что хорошие супруги не растут на деревьях. Если ваша вторая половинка делает эти 13 вещей, то вы можете с... Брак Непростительные ошибки в фильмах, которых вы, вероятно, никогда не замечалиНаверное, найдется очень мало людей, которые бы не любили смотреть фильмы. Однако даже в лучшем кино встречаются ошибки, которые могут заметить зрител... Фильмы 10 очаровательных звездных детей, которые сегодня выглядят совсем иначеВремя летит, и однажды маленькие знаменитости становятся взрослыми личностями, которых уже не узнать. Миловидные мальчишки и девчонки превращаются в с... Знаменитости Что происходит с организмом человека, который не занимается сексом?Секс – почти такая же базовая потребность, как и приём пищи. По крайней мере, начав им заниматься, вы уже не остановитесь. Даже если вы придерживаетес... Сексуальность

aikido-mariel.ru

Технология строительства покрытий дорог|Строительство дорог и транспорт. Охрана труда.

После укладки бетонной смеси в опалубку или в покрытие на дороге ее уплотняют. Уплотнение, как правило, производят вибраторами. Как уже отмечалось, бетонная смесь способна разжижаться при механических воздействиях и особенно вибрации. Это позволяет довольно легко формовать из бетонной смеси изделия различного профиля и получать плотные бетоны.Выбор уплотняющих механизмов зависит от удобоукладываемости смеси и типа конструкции. При использовании жестких бетонных смесей требуются более мощные механизмы. Иногда формование изделий из этих смесей происходит при интенсивной вибрации с дополнительным прессованием. Уплотнить жесткие смеси можно трамбованием, прессованием, прокаткой и другими способами. Подвижные смеси уплотняются сравнительно легко с помощью вибраторов, литые - под действием собственного веса. Для повышения плотности последние иногда подвергают кратковременной вибрации. При вибрации зерна щебня (гравия) и песка располагаются плотнее, воздух, имеющийся в смеси, вытесняется наружу. Для уплотнения бетона в конструкциях полов, площадок, плит используют поверхностные вибраторы различных конструкций. Наиболее простым является вибратор, состоящий из металлической площадки и укрепленного на ней электродвигателя с дебалансом на валу. Для уплотнения цементобетонных слоев дорожных покрытий применяют виброрейки, виброплиты или вибробрусы, входящие в комплект дорожных машин. При уплотнении поверхностными вибраторами глубина распространения колебаний в толщу бетонной смеси достигает 20...30 см.

Подробнее...

Транспортировка и укладка цементобетонной смесиПроизводство бетонных работ включает доставку приготовленной смеси к месту ее укладки, укладку в бетонируемое сооружение или конструкцию, уплотнение (формование) и уход за твердеющим бетоном.К месту укладки бетонную смесь доставляют различными транспортными средствами и в зависимости от технологии производства работ, объема смеси, дальности доставки и т. д. Бетонная смесь может подаваться ленточными транспортерами, бункерами и вагонетками по колейным путям, бадьями по канатной дороге (и горной местности), бетононасосами и автосамосвалами. Последний вид транспорта является главным при строительстве бетонных дорожных и аэродромных покрытий и оснований.Доставляться бетонная смесь к месту укладки должна быстро, чтобы до начала схватывания произвести ее укладку, уплотнение, отделку поверхности и другие операции. Для выполнения этих работ требуется примерно 2 ч. Поскольку скорость схватывания смеси зависит от температуры окружающей среды, смесь должна быть доставлена к месту производства работ не позднее чем через 30 мин после ее приготовления при температуре воздуха 2О...ЗО°С, 60 мин - при 1О...2О°С и 120 мин - при 5...10°С. В каждом автомобиле, доставившем цементобетонную смесь к месту укладки, должна иметься сопроводительная карточка (паспорт), в которой сменным мастером завода или другим лицом, ответственным за выпуск бетонной смеси, указываются марка цементобетона, подвижность смеси (осадка конуса), время ее приготовления и место укладки. По этому документу контролируют продолжительность транспортировки и соответствие марки доставленной цементобетонной смеси. Если смесь находилась в пути длительное время и за оставшийся период до начала схватывания невозможно выполнить весь необходимый комплекс работ, такую смесь в покрытие или другое сооружение укладывать нельзя. Ее можно использовать на второстепенных объектах. Наиболее трудоемкими и энергоемкими процессами при бетон¬ных работах являются укладка, уплотнение и отделка поверхности. В настоящее время все эти операции механизированы. Только при очень малых объемах бетонных работ и значительном удале¬нии объекта от основной базы они выполняются вручную. В зависимости от принятой технологии работ и вида сооружения или конструкции используют бетонораздатчики или бетоноукладчики. Последние находят широкое применение при строительстве цементобетонных покрытий автомобильных дорог.

Подробнее...

Технология постройки покрытия из горячих и теплых асфальтобетонных cмесей состоит из следующих операций: подготовки основания, транспортирования смеси, укладки и ее уплотнения в слоях покрытия.Основание перед укладкой смеси тщательно очищают от пыли и грязи, для того, чтобы асфальтобетонное покрытие имело с ним прочное сцепление. Для удаления пыли и грязи применяют механические щетки. Сцепление покрытия с нижележащим слоем усиливается подгрунтовкой эмульсией или жидким битумом за одни - двое суток до укладки покрытия. Расход вяжущего для под-грунтовки составляет 0,5...0,6 л/м2.После проверки на заводе качества и температуры асфальтобетонную смесь транспортируют к месту работ автомобилями-самосвалами. Температура смеси на месте укладки должна быть для горячих смесей не менее +120 оС, для теплых смесей не менее +80 оС.Доставленную смесь выгружают в приемный бункер асфальтоукладчика и пластинчатый питатель подает ее к шнеку, распределяющему смесь по ширине укладываемой полосы. Одновременно смесь подвергается предварительному уплотнению трамбующим брусом. Выглаживающая плита выравнивает слой и придает ему требуемый поперечный профиль.Если смесь укладывается в покрытие не за один проход асфальтоукладчика по ширине проезжей части дороги, то работы ведутся поочередно на каждой полосе короткими участками, что обеспечивает хорошее сцепление между смежными полосами. В теплое время года и при отсутствии ветра длина полосы укладки может составлять до 100... 120 м. В холодную ветреную погоду длину полосы укладки следует сокращать до 20...30 м.Технологическая схема устройства асфальтобетонного покрытия показана на рисунке. Укладку нижнего слоя покрытия ведут с опережением верхнего на одну сменную захватку для создания задела (опережающего фронта работ). Для одновременной укладки верхнего и нижнего слоев покрытия необходимо иметь два (или более) асфальтосмесителя, которые одновременно готовят смеси различного гранулометрического состава.

Подробнее...

Автомобильная дорога состоит из земляного полотна и дорожной одежды. Дорожная одежда представляет многослойную конструкцию и включает слои покрытия и основания. Покрытие - верхний прочный слой, хорошо сопротивляющийся истирающим и ударным нагрузкам от колес автомобилей, а также воздействию природных факторов. Оно состоит из слоя износа и основного (несущего) слоя.Основание - несущая прочная часть дорожной одежды, состоящая из нескольких слоев, устраиваемых из каменного материала или грунта, обработанного вяжущим.Выбор типа дорожной одежды, стоимость которой обычно составляет 40-60% общей стоимости дороги, является важным и ответственным решением. Чем выше техническая категория дороги, тем более высокие требования предъявляются к прочности и капитальности дорожной одежды. Автомобильные дороги по своему значению в общей транспортной сети РБ и в зависимости от среднесуточной интенсивности движения автомобилей классифицируют на пять технических категорий: Iа – интенсивность движения более 14000 авт./сут. Iб - интенсивность движения 14000 – 7000 авт./сут. II - интенсивность движения 7000 – 3000 авт./сут. III - интенсивность движения 3000 – 1000 авт./сут. IV - интенсивность движения 1000 – 100 авт./сут. V - интенсивность движения менее 100 авт./ сут.Покрытия в зависимости от капитальности конструкции, характера движения и технико-экономических показателей бывают:усовершенствованные капитальные (цементобетонные, монолитные и сборные; асфальтобетонные, укладываемые в горячем и теплом состоянии, и др.); усовершенствованные облегченные (из щебеночных и гравийных материалов, обработанных органическими вяжущими, из холодного асфальтобетона и др.);

Подробнее...

woodroads.ru

Бетонные дороги: актуальность, возможности и оборудование

Всем известна фраза великого русского писателя о том, что в России две главные беды. Одна из них - дороги. Проблема существует и по сей день. И наши водители не могут не думать о качестве дорог, тем более теперь, когда налог стал достаточно ощутимым. Нас постоянно увещевают обещаниями о новых прямых и ровных дорогах. Возникает вопрос: где же они?

Как ни печально, но думается, наши дороги самые плохие, по крайней мере в Европе - это точно. Надо понимать, что есть серьезные различия в технологиях строительства дорог у нас и на Западе. Фактически наши дороги требуют ремонта уже через три года после ввода в эксплуатацию, а затем - ежегодно так называемый ямочный ремонт. А на Западе дороги без ремонта работают десятилетиями!

Хорошо известно, что технологий устройства дорог множество. Это касается как подготовки основания, так и укладки верхнего слоя покрытия. Все зависит от геологии, от рельефа местности, от климата, от транспортной нагрузки, от бюджета строительства и многих других факторов. Каждая дорога, даже при совпадении технологий, будет индивидуальна. Дорога в горах обязана и достаточно часто повторяет рельеф местности почти один к одному. Дороги магистрального типа, автобаны, хайвеи, так называемые «первой категории», вынуждают строителей спрямлять рельеф местности - выравнивать ландшафт: засыпать впадины, срезать холмы, строить мосты и эстакады через реки, туннели сквозь горы.

В силу того, что на ней должен обеспечиваться определенный скоростной режим, она не должна иметь крутых поворотов, подъемов и спусков.

Если тело самой дороги (ее сечение, конструкция) имеет массу вариантов, то классифируют ее в основном по материалу верхнего покрытия: асфальтовому или бетонному. В асфальтовом в качестве вяжущего материала смеси используется битум, в бетонном - цемент. В некоторых вариантах может применятся композитный материал, когда на бетон кладут асфальт, обеспечивая таким образом качественный нижний слой на многие десятилетия, и меняют каждые лет пять-семь верхний асфальтобетонный, что позволяет создать долговечную и прочную дорогу.

По статистике, бетонное покрытие дороже асфальтового в 1,5–2 раза, т. е. примерно на 70–80%. Асфальтовое требует ухода и ремонта уже через 3–4 года после ввода дороги в эксплуатацию (на примере МКАД и КАД СПб): заливки трещин, засыпки ям и т. п. Бетонное покрытие первые 10–12 лет эксплуатации практически ничего не требует, как говорят дорожники: только пыль сдувай.

Фактически где-то лет через восемь общие эксплуатационные затраты на бетонную и асфальтовую дороги уравниваются, а затем бетонная становится все дешевле и дешевле асфальтовой. Вот и получается, что скупой платит дважды, а российский водитель по вине чиновников - ежегодно.

На территории России главным образом строят асфальтовые дороги, а на Западе - бетонные. Бетонные дороги служат 50 лет. По статистике, их в США - 60%, в Германии - 38%, в Австрии - 46%, в то время как в России - всего 3%. Примечательно, что вытеснение строительства бетонных дорог в нашей стране происходило из-за дефицита требуемых марок цемента, малой производительности работ и высокой стоимости.

Как любое инженерное сооружение, дорога достаточно сложна. В классическом упрощенном виде она выглядит так: отсыпка грунта, земляная подушка, над ней два слоя по 25–30 см (слой песчаной смеси, геотекстиль, препятствующий проникновению вверх влаги из почвы, и слой щебня). Все материалы и действия с ними строго регламентированы согласно СНИП, все это многократно трамбуется катками и расклинцовывается, обильно поливается водой, затем наносится битум и три слоя асфальтобетона - 5,6 и 8 см. Каждый слой укатывается тоже до определенного состояния. Фактически также выглядит и бетонная дорога, но в качестве верхнего слоя используется качественно уложенный и выровненный бетон.

Прочный, долговечный, износоустойчивый цементный бетон показал себя с самой лучшей стороны в качестве материала для дорожных оснований и покрытий. Расчеты подтверждают, что применение цементного бетона дает достаточно большую экономию.

В качестве примера можно привести использование бетона как материала для строительства дорог еще в царской России. В 1913 г. в Тифлисе была построена первая дорога с бетонным покрытием. Продолжение строительства было в 60–70-х гг. прошлого века. Большинство тех дорог все еще не нуждается в капремонте.

Как уже упоминалось ранее, помимо прямых экономических выгод при строительстве, бетонное покрытие дает значительные технико-экономические преимущества при эксплуатации дороги. Высокая долговечность бетона позволяет сократить расходы на содержание и ремонт до минимума. Срок службы бетонного покрытия автомобильной дороги в несколько раз больше по сравнению с покрытием из асфальтобетона. Качественно построенная дорога с цементобетонным покрытием может служить без капитального ремонта несколько десятков лет. Конструктивно цементобетонное дорожное покрытие представляет собой плиту толщиной 18–24 см.

Если, используя современное оборудование, дорогу покрыть сплошной лентой бетона, то при изменениях температуры (днем и ночью, летом и зимой) бетонная плита будет изменяться в размерах (расширяться и сокращаться), и в ней возникнут напряжения, которые могут привести к растрескиванию бетона. Поэтому на бетонной дороге тоже на определенном расстоянии делаются так называемые ложные швы - зазоры. Чтобы бетонная плита не разрушалась при нагревании, устраивают деформационные швы расширения - сквозные зазоры между соседними плитами бетонного покрытия. Швы заполняют эластичной мастикой из битума, чтобы в основание под плиту не проникала вода. Деформационные швы расширения в умеренном климате устраивают через 20–30 м. Это расстояние зависит от температуры бетонной смеси в момент укладки, а также от климата местности.

Если не предусмотреть деформационные швы расширения, то покрытие, нагреваясь в жаркий солнечный день, будет достаточно напряжено, и с его поверхности могут выкалываться целые куски бетона.

В качестве примера можно привести ситуацию с бетонными дорогами в США, в штате Калифорния. Она возникла в 50-е гг. прошлого века. В то время производственники и специалисты еще мало знали о нюансах технологий. Бетонные куски с силой отлетая от покрытия, вызвали целый ряд аварий, а причиной послужило недостаточное количество необходимых ложных и деформационных швов.

Если рассмотреть физику бетона, то при охлаждении покрытия до температуры меньшей, чем температура бетонной смеси в момент укладки, бетон будет сжиматься и бетонная плита также может дать трещины. Во избежание появления таких трещин покрытие разделяется швами на расстояниях меньших, чем те, при которых возникают опасные напряжения. Такие швы устраиваются обычно на расстоянии 6–12 м и представляют собой прорези, глубина которых равна одной трети толщины плиты. Эти швы называются ложными швами. Когда в бетоне появляются напряжения от сжатия при охлаждении, бетонная плита растрескивается в наиболее слабом месте - по сечению, ослабленному надрезом. Благодаря изготовлению таких швов мы можем контролировать поведение всей бетонной плиты. Данный ложный шов сжатия/расширения заливают специальной эластичной мастикой. По оси дороги также необходимо устраивать шов по типу ложного шва, иначе возможно образование продольной трещины.

Таким образом, дорожное покрытие на цементном вяжущем состоит как бы из отдельных плит. Во избежание нарушения монолитности всего покрытия, а также для передачи нагрузки от движущихся машин от одной плиты к другой в швах устанавливают специальные металлические стержни. Ныне это достаточно высокотехнологичные конструкции, и применяются они при строительстве мостов.

От качества выполнения всех работ по устройству покрытия зависит в дальнейшем срок его службы.

Немаловажно, что строительство дорог с бетонным покрытием в мире непрерывно возрастает, они становятся основным видом магистральных дорог.

Обобщая все вышесказанное, хочется надеяться, что сейчас положение дел наконец-то изменится. Бетонные дороги не только не хуже, но и имеют ряд преимуществ перед асфальтовыми. Эти «плюсы» можно условно разделить на 3 вида: эксплуатационные, экологические и экономические. Но по порядку.

Эксплуатационные преимущества связаны с тем, что бетон как «жесткий» вид покрытия распределяет нагрузку на бóльшую площадь земляного полотна по сравнению с «гибким» асфальтом. Цементобетонные дороги гораздо долговечнее и прочнее асфальтовых и способны служить, не требуя ремонта, до 50 лет. В то время как движение по асфальтовым трассам часто останавливается или ограничивается из-за ремонта, дороги с бетонным покрытием эксплуатируются практически без перерывов. В течение весеннего сезона, когда земляное полотно испытывает наиболее сильные нагрузки по температурному режиму, только 6% «бетонок» подвергаются определенным деформациям, для асфальтовых дорог этот показатель составляет 61%.

Большегрузные автомобили сильно прогибают асфальт, портят его, что естественным образом приводит к существенному увеличению расхода топлива. А бетонное покрытие уменьшает прогиб дорожного полотна и, следовательно, экономит топливо. Нет колейности и волнообразности, как на асфальте. Согласно исследованию группы экспертов для Федеральной администрации по автотрассам США, проведенного в 1982 г., экономия топлива в данном случае составляет 20%.

Движение по бетонным дорогам значительно безопаснее, чем по асфальтированным. В дождливую погоду выбоины в асфальте наполняются водой, что создает дополнительную опасность из-за глиссирования колес. Зимой вода в выбоинах превращается в лед, что снижает коэффициент сцепления. В то же время на гладком бетонном полотне жидкость практически не задерживается.

Бетонное покрытие дает хорошую видимость для водителей в темное время суток, так как отражает свет значительно лучше, чем асфальт. По некоторым данным, отражающий эффект бетонной трассы позволяет уменьшить уровень освещения на 20%.

Несомненные «эко»-преимущества бетонных дорог перед асфальтовыми связаны со многими моментами.

Нефтепродукты, используемые в асфальтовом покрытии, вместе с водой проникают в почву, и через несколько лет эксплуатации земля, как под дорогой, так и вокруг, полностью загрязняется нефтепродуктами.

Меньший расход топлива на то же расстояние по бетонной дороге означает меньший выброс вредных веществ в атмосферу. К тому же повышенные эксплуатационные характеристики «бетонок» позволяют одной единицей большегрузной техники перевозить по ним гораздо большее количество груза. Разумеется, это так же уменьшает выбросы в атмосферу.

Многие противники бетонных дорог утверждают, что они весьма «шумные». Как показали исследования, движение по бетонной дороге действительно создает больше шума, но в среднем всего на 5 децибел больше, чем по асфальтовой (для сравнения: уровень человеческого шепота - 20 децибел). Более того, современные технологии строительства позволяют «бетонкам» полностью приблизиться к асфальтовым дорогам с точки зрения шумности.

Как уже говорилось выше, в развитых странах уже давно оценили по достоинству преимущества бетонных дорог. Поэтому, например, в Бельгии и в США за счет государственных субсидий поддерживается строительство цементобетонных покрытий на уровне 40–60% от общего объема строительства автомобильных дорог.

Оборудование для устройства дорог.

Сейчас в Российской Федерации имеется большой спектр оборудования для изготовления бетонных дорог и оснований из бетона. Исторически первым на нашем рынке появилось и используется оборудование шведской фирмы Dynapac. В настоящее время появилось достаточно большое количество марок, это и HAMM и несколько итальянских производителей, в том числе и наши катки «Раскат» и САСТА (г. Сасово).

В качестве примера привожу оборудование, используемое нашими шведскими коллегами (см. таблицу). Перечисленное оборудование применяется как для уплотнения основания, так и для уплотнения верхнего слоя.

Если говорить о бетоноукладчиках, о тех, кто первым привез и использовал такое оборудование, то пионером здесь является «Генеральная строительная компания». Она одна из первых приобрела оборудование для бетонных работ по укладке основания под трамвайные рельсы на Литейном проспекте (Санкт-Петербург). Это большие самоходные машины с бункерами для приемки бетонной смеси, способные в кратчайшие сроки уложить многокилометровые трассы. По внешнему виду они напоминают те же самые асфальтоукладчики, только принимают и разравнивают бетон. Компания Bobcat также выпустила целую гамму навесного оборудования для своих машин, они позволяют выполнять большой спектр операций и даже утрамбовывать и нивелировать свежеуложенный бетон.

В части так называемого ручного инструмента и средств малой механизации широко используется вибро-оборудование. Это так называемые плавающие рейки, которые широко используются на бетонным полах, но дорожники берут более широкие - порядка 6 м, с двумя виброблоками. Как отмечает генеральный директор компании «Материалы и оборудование» Дмитрий Поздеев, именно в весенне-летний период возрастает спрос на данный вид оборудования. Здесь широко используется оборудование White Man (США) и Leyers (Голландия).

Наибольший интерес представляет оборудование, использующее системы лазерного наведения. В мире при строительстве дорог это стало одним из главных условий, обеспечивающих качественное основание и дальнейшее проведение работ по сооружению дорожного полотна. При выравнивании и укладке дорожного полотна оно способно значительно сократить технологические затраты, связанные с геодезией. Тем более оно необходимо при ведении работ с бетоном.

Системы Laser Screed давно одобрены и по-настоящему получили одобрение не только в США, но и у нас в России. Если ранее они использовались только на бетонных полах, то теперь их можно видеть и при строительстве бетонных дорог. Фирма Somero (США) старается максимально расширить спектр своего оборудования от банальных, управляемых вручную машин, до больших самоходных установок.При финишной обработке используются так называемые «вертолеты». Это затирочные машины с большим диаметром дисков и лопастей. Опять не избежать аналогии с устройством бетонных полов. Здесь спектр применяемого оборудования достаточно широк и зависит от финансовой состоятельности производителя работ, его желания сделать качественное бетонное покрытие. Из фирм, представленных на нашем рынке: Kreber (Германия), Alien и White Man (США).

Данным материалом мы старались убедить вас, что строить бетонные дороги не просто нужно, а необходимо, тем более, что все возможности, в том числе и оборудование, для этого у нас есть.

В предыдущей заметке я уже рассказал в общих чертах о строительстве дорожной системы в США, сегодня мы более детально рассмотрим процесс укладки бетонного покрытия двухполосной дороги, рассчитанной на высокий поток грузовых машин.

Высокие осевые нагрузки и большая интенсивность движения, вынудили инженеров искать альтернативные асфальту покрытия. Бетон является наиболее рациональным материалом для строительства дорог, т.к. способен выдерживать большие осевые нагрузки, имеет больший запас прочности, устойчив к колейной деформации и невосприимчив к температурному режиму окружающей среды. Из ведущих минусов бетонного покрытия – более продолжительный срок укладки дорожного полотна и более сложный процесс ремонта. Цена бетонного дорожного полотна не отличается значительно от асфальтового покрытия (при условии капитального строительства дороги).

Итак, наша задача: построить двухполосную дорогу со всеми инженерными сооружениями и коммуникациями, шириной 8.5 метров, под углом по поперечному сечению 2%, протяженностью 1 586 метров, оставаясь в рамках бюджета, который составляет $4.4 млн.

1. Прежде, чем рассказать о процессе укладки бетона, я сделаю отступление, и коротко расскажу о коммуникациях, т.к. многим это интересно.
Первым делом строители прокладывают коммуникации и строятся инженерные сооружения. Все коммуникации укладываются параллельно дорожному полотну. Дорога не имеет никаких пересечений и укладывается на незастроенном участке земли, поэтому бурение под существующими дорогами или коммуникациями для прокладки наших коммуникаций не требовалось. Все было уложено открытым способом при помощи открытых траншей и лопаты.

2. В данном случае необходимо проложить три вида коммуникаций:
А. Линию дождевой канализации. Канализация будет уложена под углом 0.33%, с отступом 3 метра от края дороги. Диаметр полимерной трубы SDR26 составляет 20 см. В связи с тем, что канализация будет изолированной с прямым стоком в коллектор, а полотно дороги так же будет иметь прямой сток в искусственное озеро через дренажные канавы, увеличение диаметра трубы не требуется.
Б. Пожарную линию с пресной водой под давлением. Линия укладывается с отступом 6 метров. Трубы укладываются горизонтально, на глубине 3.5 метра (т.к. линия будет с постоянным давлением, то наклон не требуется). В качестве трубы используется C-900 Polyvinyl Chloride Pipe, диаметром 30 см, с максимальным давлением до 1137 кПа (165 psi). Постоянное давление в пожарной линии будет составлять 241 кПа (35 psi).
В. Кабельный канал диаметром 10 см (полимерная труба) для последующей укладки кабеля фонарного освещения.

3. После прокладки коммуникаций строители готовят дренажные канавы V-образного сечения, с каждой стороны дорожного полотна. Ширина канав составляет 12 метров, продольный угол дна траншеи – 3%, крутизна откосов 3:1. Глубина канавы составляет 3 метра.

4. Ну а после этого начинается подготовка к укладке бетонного полотна. В данном случае заменять грунт не требовалось, т.к. находящийся на месте строительства грунт способен выдерживать нагрузки до 1 800 кПа (260 psi).

5. После того, как верхний слой плодородной земли убран, дорожное полотно выравнивается по уровню пролегания будущей дороги при помощи грейдеров. Ширина дороги составляет 8.5 метров, а основание дорожного полотна составляет 9.75 м. т.е. все подготовительные работы грунта проводятся на ширине полотна равного 9.75 м. Первым делом естественный грунт стабилизируется. Машина для переработки и восстановления грунта (на фотографии ниже) срезает 20 см верхнего слоя почвы, после чего в грунт добавляется смесь извести и цемента в пропорции 4%-6%. Все это называется LCSS (Lime-Cement Stabilized Subgrade). Делается это для того, чтобы удержать постоянной процент влаги в почве и не дать почве изменять объем. Такая мера предотвращает появление трещин на полотне дороги из-за осадков. Затем по полотну дороги проходит каток-виброуплотнитель грунта. Процент добавки цемента и известкового раствора определяется в лаборатории в процессе дизайна будущей дороги.

6. Затем на утрамбованный слой известковой почвы укладывается слой смеси мелкого песка с цементом и водой, толщиной 15 см. Этот слой так же утрамбовывается виброкатком. Такая смесь твердеет, формируя твердое покрытие с высокой плотностью. В отличии от традиционных способов подготовки грунта (насыпи песка и щебня) такой способ значительно снижает толщину необходимой насыпи, он невосприимчив к изменению процента влаги, а так же способен выдерживать намного большие нагрузки с минимальной деформацией. Этот слой называется CTB (Cement Treated Base).

7. Теперь строители приступают к укладке асфальтобетонного выравнивающего полотна, толщиной 3 см. Многие считают, что асфальт укладывается как мембрана, задерживающая влагу. В различных источниках можно встретить данное объяснение, в том числе, и в моей предыдущей заметке. На самом деле, это частичная правда, точнее половина задачи которая ставится перед асфальтом и которая оглашается для всех интересующихся. Вторая половина проблемы, которую решает асфальт не имеет к влажности никакого отношения. Асфальт укладывают как «простыню» для бетона. Задача асфальта снизить нагрузки, которые испытывает бетонное полотно в момент набора прочности, а так же из-за погодных условий (расширения и сжатия в течении жизни полотна).

8. Проще говоря, бетону намного легче ерзать по асфальту в моменты температурного расширения или сжатия, чем по геотекстилю и почве, что в свою очередь предохраняет бетон от появления погодных трещин на поверхности дороги, т.е. удлиняет жизнь дорожного полотна. И именно эта причина отмечена в книгах по эксплуатации бетонных покрытий Департамента транспорта, к слову заметить, эта причина так же отмечена в СНиПе Минтрансстроя (ВСН 139-80). Помимо этого, естественно, используются швы расширения, и искусственные надрезы в теле бетона. Этот слой называется HMAC (Hot Mix Asphalt Concrete). Весь этот сэндвич на практике выглядит вот так.

9. В теории, по асфальту, из-за тонкости слоя, запрещено передвигаться на тяжелой технике. Связано это с тем, что покрытие должно быть гладким, без трещин и разрывов, которые могут случиться при поворотах малого радиуса или маневрах груженной техники. На практике, инженеры проверяют качество подушки и загоняют всю тяжелую технику на покрытие. Если где-то пойдут трещины или провалы - участок будет срочно переделываться. Лучше переделать сейчас, чем позднее ломать бетонное покрытие и ремонтировать подушку. Сам по себе асфальтобетон без проблем переносит нагрузки тяжелой техники. Как ни крути, гарантийный срок службы дороги - 15 лет, и все ремонтные работы по гарантии подрядчик будет выполнять за свой счет. Миксеры, а ну брысь на асфальт!

10. Теперь предстоит подготовить арматуру. Арматуру можно уложить двумя способами:
А. Использовать индивидуальные прутья арматуры, которые будут перевязаны между собой при помощи стальной проволоки.
Б. Использовать сварную решетку.
В данном случае используется первый вариант. За мою практику (правда дорогами я занимаюсь крайне редко) я никогда не видел кого-либо, кто бы использовал сварную решетку (мосты не в счет).

11. В качестве арматуры используется арматура No. 4 (диаметр 12.7 мм), с шагом 30 см в поперечном сечении, и 60 см в продольном сечении. Арматура укладывается на глубине 15.5 см (1/2 от толщины заливаемого бетона). Придумать что-то новое в дизайне арматуры дорог не получится, т.к. коды укладки арматуры продиктованы департаментом транспорта штата Техас. Инженеру лишь нужно разобраться с размерами дороги, далее все расчеты идут по таблицам.
Плиты бетона соединяются между собой стальными штырями с дополнительным армированием. Делается это для исключения образования ступенек и частично для передачи нагрузки с одной плиты на другую при пересечении машиной шва.

12. Поперечные швы расширения укладываются каждые 12 метров, с последующим надрезом верхней стороны бетона через каждые 4 метра. Надрезы делаются дисковой пилой с алмазным диском. Глубина надреза – ¼ толщины бетона. После надрезов выемка заполняется герметиком. Надрезы делаются через 4 часа после окончания бетонных работ на месте будущих надрезов. Надрезы необходимо сделать, как только бетон стал достаточно твердым. Их задача – контроль трещин, которые появятся со временем в теле бетона из-за нагрузок.

13. Монтажные швы в данном случае не использовались, из-за малых размеров дороги, продольный шов расширения укладывается по центру дорогу, на протяжении всей ее длины, разделяя две полосы движения между собой. Данная схема укладки швов приемлема лишь в данной ситуации. При укладке более толстого слоя бетона, более широкой дороги, и более холодных климатических условиях, швы будут укладываться совсем с другими расстояниями относительно друг друга.

14. Ну, и после того, как все закончено, наконец можно начать процесс заливки бетона. Толщина дороги в данном случае – 32 см, использовался бетон прочностью 55 000 кПа (8 000 psi).
Бетон укладывается при помощи бетоноукладчика-вибратора. В связи с тем, что дорога очень короткая и узкая, массивный гусеничный укладчик-распределитель со скользящими формами был не нужен. Вместо громоздкой машины было решено использовать малый укладчик-вибратор на катках (разравнивающих брусьях). Боковая опалубка дороги является металлической, щиты рельс-форм были прочно закреплены и соединены между собой. По этим «рельсам» и передвигается укладчик на своих виброкатках. Процесс его работы показан на фотографиях 4 и 6.

15. Разгрузка бетонной смеси из миксера происходит прямо на асфальт, который предварительно увлажняется. Виброукладчик выравнивает бетон по уровню опалубки. Процесс не требует наличия большого штата рабочих.

16. Бетонное покрытие текстируют вручную, при помощи выравнивающей рейки. Данная мера вынужденная, т.к. бетоноукладчик не имеет скользящих форм. Такая обработка придает поверхности шероховатость, что увеличивает сцепление колес автомобилей с покрытием дороги и снижает шум.

17. После того, как бетон уложен, по краю полотна устанавливают скобы для будущих бордюров. Для скоб используется арматура No. 5 (диаметр 15.8 мм). Отступ от края – 7.5 см. Высота будущего бордюра составляет 15 см. Ширина бордюра – 18 см. Бордюр будет залит специальной машиной позднее, единым непрерывным монолитом на всем протяжении дороги.

18. После того, как смесь уплотнена, по поверхности бетона распыляется изолирующая смесь. Ее задача - предотвратить испарение влаги с поверхности бетона. Делается это для того, чтобы позволить бетону набрать необходимую прочность без необходимости распыления дополнительной воды по его поверхности, или покрытии его геотекстилем. Эта мера локальная, связана с тем, что бетон укладывается при температуре +28С. Данная смесь задерживает 80% испарения, что является приемлемым показателем для требуемого набора прочности.

19. Конечно, иногда случаются казусы. Например, как только я оказался на строительной площадке, из строя вышел укладчик. Приостановить работу было нельзя, поэтому было решено использовать запасной укладчик на ручной тяге. Укладчик аналогично устанавливается на опалубку. Движение осуществляется за счет лебедок и стальных тросов, которые крепятся к опалубке. Качество работы от этого не изменяется, изменяется лишь время и бюджет, требуемое на укладку, и изменяется оно не в лучшую сторону. Вместо планируемых 8 часов укладка 1 200 метров заняла 13 часов. Ручной укладчик так же на второй фотогафии.

20. На всем протяжении работ лаборанты берут пробы бетона: на заводе, затем после каждого замеса миксера, а также непосредственно на строительной площадке. При взятии пробы бетон заливается в пластиковый цилиндр, диаметром 15 и высотой 30 см. Цилиндры будут испытаны на сжатие в лаборатории через 3, 7 и 28 дней, для определения прочности бетона. Если результат будет неудовлетворительным, дорогу придется демонтировать и переделать.

21. Как правило, дорогу открывают для легкой строительной техники через 7 дней, ограничивая проезд грузовиков и тяжелой техники. Для них есть проселочная времянка слева. После истечения 28 дней, дорога будет открыта и готова к полной эксплуатации. Строительство всей дороги заняло у меня 9 месяцев в неторопливом режиме с минимальным штатом рабочих. По завершению работ вся территория была облагорожена травой, дно дренажных канав было засыпано крупным гравием, для предотвращения эрозии. Про дорожную разметку и знаки я так же не забыл, все было нанесено и установлено в нужных местах.

22.

Бетонные дороги имеют широкое применение за границей. В России данная технология пока не так популярна. Связано это с тем, что укладка асфальта гораздо дешевле, чем бетонированная магистраль. Но с годами цены на эти два вида дорожного полотна постепенно уравниваются. Бетонирование применяют для строительства магистралей, аэродромов, мостов и многого другого. Укладывают материал с помощью специальных машин, потому что своими руками это делать тяжело и долго.

Преимущества и недостатки бетонных дорог

Бетонирование имеет как преимущества, так и недостатки. Оно превосходит асфальтирование по многим показателям. Преимущества таких дорог:

• Достаточно прочные и не нуждаются в ремонте. Бетонное покрытие служит больше сорока лет и не нуждается в частом ремонте, а асфальт может послужить максимум десять лет, при этом каждый год нужно его ремонтировать.
• Транспорт расходует меньше топлива. Данное преимущество связано с тем, что при движении машин с большим грузом бетонная дорога не деформируется, и транспорту надо на двадцать процентов меньше топлива для передвижения.
• Устойчивы к экстремальным погодным условиям. На них не влияют сильные дожди либо сильно высокие (низкие) температуры воздуха.
• Сохранение экологии. Поскольку транспорт тратит меньше топлива для передвижения, то и окружающая среда загрязняется меньше.
• Экономное использование ресурсов природы. Бетон получают из известняка, в то время как асфальт – из нефти.

Недостатки:

• Стоимость. Цена бетонных покрытий гораздо выше, чем использование асфальта.
• Проблематичный ремонт. Если основание приходит в непригодность, то нужно менять целую плиту.
• Небезопасность передвижения. Когда приходят периоды дождей и сильных снегопадов, скольжение транспорта на таких дорогах наблюдается довольно часто.

Структура дорожного полотна

Структура имеет три слоя покрытия:

1. Дополнительный слой – земля, как основа для будущего дорожного полотна.
2. Подстилающий слой – основание под будущую укладку бетона, изготавливается опалубка.
3. Само бетонное покрытие, которое может насчитывать один или более слоев.

Также дополнительно могут возводить тоннели, обочины, мосты и опоры для них и т. д.

Как рельеф местности влияет на строительство?

Для бетонной автомобильной дороги используют самые разные технологии. Если бетонированная трасса строится в горной местности, то она повторяет рельеф. Когда строят автомагистрали, рельеф выравнивают, засыпая многочисленные впадины, срезая мешающие холмы. Довольно часто сооружают мосты и проводят тоннели. Чтобы машины могли двигаться на нормальной скорости, при строительстве избегают крутых поворотов и спусков во избежание аварийных ситуаций.

Технологический процесс заливки дороги

Укладка бетонной дороги состоит из ряда этапов:

1. Подготовка грунтового слоя. Прежде всего, грунт должен иметь плотную структуру. В случае если грунтовый слой будет недостаточной плотности, бетонированная часть разрушится. Грунтовое покрытие следует укатать, при этом постепенно подсыпая его, чтобы укатка была послойной. Грунт следует использовать во влажном состоянии. Если недостаточная влажность, используют воду. Если уровень влажности выше нормы, грунтовое основание следует подсушить, применяя рыхление, добавляя песок либо шлак.
2. Отвод воды. Подобную работу выполняют как в городских районах, так и сельских. Отвод осадков помогает повысить эксплуатационные сроки и обезопасить езду. Вода несет опасность на дороге для движущегося транспорта. Из-за брызг воды ухудшается обзор водителя, при понижении температуры на покрытии появляется лед. Чтобы этого избежать, дорожное полотно наклоняют, возможен вариант использования дренажных слоев. Возможные места скопления воды выравнивают с помощью грунта. За пределами города вода скапливается в кюветах (шириной от одного до двух с половиной метров), которые отводят воду в канавы, водоемы, русла реки. В населенных местностях вода уходит в городскую канализацию. Устройства, проводящие воду, постоянно очищают, чтобы они не теряли своей пропускной способности. Если вода просочилась в грунтовые шары, это несет прямую опасность для дорог, потому что дорожное покрытие может в итоге разрушиться.
3. Подстилочный слой. Подразумевает сооружение , толщина которой колеблется от двадцати до сорока сантиметров. Она препятствует выходу наверх влаги, а также улучшает дренаж. Подстилочный слой предотвращает появление впадин и трещин. Если в местности преобладают глиняный, торфяной грунты, которые накапливают воду, то их срезают, добавляя крупные камни и гравий. То есть, все зависит от грунтового типа и климатической зоны, на которой проводятся работы. Немаловажной является подкладка из геотекстиля между слоями. Материалы из камня нужно укрепить вяжущими веществами. Сюда относят цемент, шлак вперемешку с негашеной известью, золу. Слои тщательно укатываются, для того, чтобы нижние пласты были плотные.
4. Сбор опалубки. Ее делают из пиломатериалов с учетом высоты заливки (приблизительно 100 – 150 миллиметров). Когда выбирают высоту, учитывают тот факт, что на краях необходимы ребра, которые повышают прочность. Доски должны быть толщиной не меньше, чем пятьдесят миллиметров. Покрывают их специальным раствором, который потом облегчит отсоединение от бетона. В случае применения тяжелых уплотняющих машин, делают опалубку из стали, которая не деформируется и будет служить дольше. В своем основании она имеет подошву, которая повышает уровень устойчивости.

Опалубочные секции устанавливают в линию и хорошо закрепляют, чтобы те не развалились, когда бетон будут вибрировать тяжелые укладочные машины.

Технология использования плит в устройстве дороги

Плиты из бетона для дорог.

Изготовление имеет некую последовательность:

1. Температурные швы. Секции для заливки разделяют. Чтобы заполнить швы, используют материал, который поглощает энергию. Это могут быть как мягкая древесина, так и изоляционный картон. На глубине около сорока – пятидесяти миллиметров нужно сделать гидроизоляцию герметичным веществом, дабы предотвратить попадание мусора либо камней. В случае если упускают этот момент, то в дальнейшем во время расширения плит из-за камней верхнего слоя шва . При нормальном климате расстояние между швами должно быть где-то 20–30 метров. Уровень надежности для длинных плит — около 50%, для коротких – около 85%. Прочность характеризуется уровнем устойчивости к образованию трещин между периодами проведения ремонтных работ. Специальные стальные стержни «продевают» сквозь боковые грани с помощью специального механизма. Ширина двух дорожных полос колеблется в пределах 6 – 9 метров. Также между полосами делают усадочно – температурный шов, предотвращающий появление трещин.
2. Слой для подстилки. Его закрывают гидроизоляцией, иногда увлажняют. Заливка бетона происходит за один раз, быстро (из-за его короткой «жизнеспособности»). Разбавление водой запрещено, потому что теряются свойства материала. Бетон к месту строительства привозят прямиком с завода, где его замешивают. Когда смесь выгрузили, подъезжают специальные машины с лопастями, которые разравнивают участок. Все это происходит на мелких участках, где поочередно, хорошо прорабатывают каждый слой, чтобы везде был одинаковый уровень плотности. В случае применения арматуры для начала заливают слой где-то 40 мм. Поверх него идет сетка, а дальше заполняется опалубка.
3. Этап уплотнения бетонного слоя. Используют специальную вибрационную машину, которая впереди имеет разравнивающий и вибрационный брус. Уровень пластичности покрытия определяется такой характеристикой, как , не совсем жидкое состояние. Когда бетон слегка затвердел, его немного поливают водой во избежание появления трещин. Далее идет покрытие песком, мешковиной и другими материалами, чтобы избежать испарения.

Бетонным смесям нужно уделить достаточно внимания, так как их низкое качество может обернуться проведением постоянных ремонтов, которые стоят весьма дорого.

Хочу сразу оговориться, что под такими дорогами мы подразумеваем современное монолитное полотно, ровное и жесткое, а не фрагментированную дорогу, наспех уложенную из бетонных плит, порой со значительными перепадами высот в местах их стыков.

Согласно нашим исследованиям, жизненный цикл цементобетонных автодорог в 3 раза длиннее асфальтобетонных. Первоначально стоимость строительства цементобетонных покрытий на 5–20% дороже асфальтобетонных. Но, если подробно разбирать финансовую составляющую вопроса, расходы на ремонт и эксплуатацию асфальтобетонных покрытий в перспективе жизненного цикла (около 25 лет) таковы, что возведение и эксплуатация альтернативных цементобетонных покрытий обходится на 40–50% дешевле. Особенно цементобетонные покрытия оправдывают себя в условиях высокой интенсивности движения, и/или большой грузонапряженности автомобильных перевозок.

Их опыт

Технология строительства дорог с применением цементобетонных покрытий используется в мире уже около 50 лет, она нашла применение в странах с самыми разными климатическими условиями. Например, цементобетонные покрытия распространены в Канаде, стране, очень схожей по климатическим условиям с Россией. И Норвегии, но с оговоркой, что скандинавские страны являются не совсем корректным примером, так как в большей части расположены на территориях с огромными залежами гранита, который они имеют возможность сыпать по 80 см в дорожную одежду. Плюс масштабы страны и, как следствие, логистика минимальны. Если к этому всему добавить скальные грунты, которые по своим свойствам изначально превосходят наши суглинки в десятки раз, то разница между нами становится очевидной. Однако и в скандинавских странах имеется небольшая доля бетонных дорог (от 5 до 13%).

В США и Польше разработаны специальные стандарты, регулирующие технологию. Для нашей страны методика на данный момент является инновационной: она не была широко использована прежде и является альтернативой существующей практике.

Отличный, на мой взгляд, опыт, сложился у Белоруссии - нашего ближайшего соседа и коллеги по ЕврАзЭСу. Президент республики Александр Лукашенко три года назад поручил по максимуму перейти на строительство бетонных дорог, посещая строившуюся вокруг Минска кольцевую дорогу. Что они успешно и сделали.

Наш опыт

Важно отметить, что в России есть бетонные дороги, построенные в 50-70-е годы XX века, они успешно функционируют до сих пор. Из общеизвестных современных магистралей можно выделить лишь трассу М-4 «Дон», также есть небольшая дорога во Владивостоке. На некоторых участках того же «Дона» уже появились разрушения. Из-за расслоения бетонной смеси произошло отделение цементного молока от крупного заполнителя, поэтому верхний слой, который испытывает основные нагрузки и воздействие от колес автомобилей, оказался без основного крупного заполнителя. Это впоследствии привело к его быстрому износу и образованию колеи.

По оценкам экспертов, причина заключается в нарушении технологии строительства. И, в принципе, темы обеспечения соблюдения строительных стандартов и законодательного регулирования одни из актуальных в строительстве дорог на территории России.

Плюсы…

Если говорить об очевидных преимуществах, то у дорог из цементобетона колея значительно меньше, так как бетон по своей структуре тверже (прочнее) асфальта. Именно поэтому он не подвержен деформациям при воздействии нагрузок и повышенных температур, что препятствует образованию колеи. В темное время суток на такой дороге лучше видимость, ведь сам материал обладает лучшим светоотражающим эффектом.

Жесткий цементобетон при соблюдении технологии укладки обеспечивает хорошую ровность поверхности, как продольную, так и поперечную. Благодаря этому данный вид покрытия обеспечивает высокую плавность и комфорт передвижения транспортных средств.

Как автомобилиста и мотоциклиста меня остро интересуют два аспекта, связанных с дорогами в России:

• качество покрытия, и, соответственно, сцепление;
• способность каждой конкретной дороги пережить зиму, оттепель и остаться к весне жизнеспособной в плане целостности покрытия.

Сцепление с дорогой у обеих поверхностей примерно одинаковое, если говорить о свежеуложенном полотне. Но вот после определенного износа сцепление колеса с асфальтобетоном снижается, что может приводить к повышенной аварийности на мокрой дороге. С точки зрения устойчивости и сцепления с дорогой цементобетон более стабильный материал. Не зря его широко применяют для устройства аэродромов, где нагрузки от воздушных судов гораздо выше, чем на автодорогах.

…и минус

Если говорить о недостатках, то цементобетонные дороги несколько более шумные, так как более пористый и пластичный асфальтобетон лучше поглощает шумы. Исследования показывают, что уровень шума при движении по бетонной дороге составляет от 2 до 4 децибелов. Для сравнения: разговор между людьми проходит со звуком в 60–70 децибелов.

Отдельная история с климатическим аспектом применения дорожных материалов. Весной, когда все оттаивает, в асфальтобетон попадает вода за счет его пористой поверхности (даже у высокоплотных асфальтобетонов остаточная пористость может достигать величины 4%). А в цементобетон в виду меньшей пористости попадает в разы меньше влаги. При высоких летних температурах асфальтобетон нагревается и становится пластичным, вплоть до образования битумных пятен на поверхности. И если колесо наезжает на такое пятно, это довольно опасно для движения. Также надо сказать, что в России, в отличие от Европы, выше среднегодовая амплитуда температур. Так, в столичном регионе, где сосредоточено около четверти автопарка страны, этот диапазон колеблется от -30 до +35 градусов по Цельсию, а для дальневосточных и сибирских регионов амплитуда еще выше. Из-за этого довольно тяжело подобрать «правильный» битум: он рискует оказаться либо очень хрупким, либо чересчур пластичным.

Еще в нашей стране много оттепелей, что влечет дополнительные разрушения асфальта, ведь происходит постоянное замерзание-оттаивание, что особенно губительно для структуры асфальтобетона при отсутствии нормально организованного продольного и поперечного водоотвода с поверхности покрытия. И надо обязательно тщательно проработать тему укрепления и стабилизации грунтов, что в будущем поможет минимизировать продольные и поперечные трещины и образование мостиков холода. Дополнительно это даёт возможность использовать местные грунты вместо дорогих и дефицитных привозных материалов (песок, гравий и щебень), снизить стоимости строительства автодорог различных категорий на 15–30%,ускорить сроки строительства.

Цементобетон применим для большего температурного диапазона, но по технологии укладки это более сложное и «капризное» полотно. Если цементобетон уложить неправильно, нарушив технологию, то после дождя на таком покрытии останется лужа, которая в другом случае могла бы уйти в минеральное основание через асфальтобетон. Также очень опасна сегрегация (расслоение) бетонного раствора, из-за чего крупные минеральные частицы после укладки могут оказаться преимущественно снизу, а мелкие частицы сверху, что повлечёт за собой повышенную истираемость и повреждаемость поверхности покрытия. Поэтому цементобетон помимо серьезных лабораторных испытаний требует также профессионализма и высокой культуры производства работ.

Для успешных проектов в инфраструктуре, на мой взгляд, ключевыми являются два фактора - экспертиза и технология. Сейчас мы с коллегами обращаемся к опыту российских и международных специалистов, чтобы максимально проработать оба этих аспекта. А значит, у российских автомобилистов есть шанс начать ездить в ближайшем будущем по дорогам, ремонтировать которые нужно на удивление редко.

Максим Гончаров, коммерческий директор LafargeHolcim Россия

← Вернуться