Часть II Покрытия полов Срок службы полов зависит от материала покрытия.Верхний слой пола непосредственно подвергается эксплуатационным воздействиям, поэтому очень важным является правильно выбрать тип финишного покрытия. Для этого заказчику следует знать: каковы

Строительство цементобетонных покрытий

Технология устройства цементобетонных покрытий состоит из следующих операций: – подготовительные работы; – доставка приготовленной смеси к месту укладки; – распределение смеси; – формирование конструктивного слоя; – уплотнение цементобетонной смеси; – отделка поверхности цементобетонного покрытия; – уход за свежеуложенным бетоном; – устройство швов; – герметизация швов.

К подготовительным работам при устройстве цементобетонных покрытий относятся:
1) установка копирных струн, которые обеспечивают ровность конструктивных слоев дорожной одежды и их плановое и высотное расположение при работе бетоноукл ад очных машин со скользящей опалубкой;
2) установка рельс-форм для работы комплектов машин на рельс-формах;
3) заготовка и установка арматуры и конструкций швов расширения.

Натяжение копирной струны производится с двух сторон для работы бетоноукладчика со скользящей опалубкой. Копирные струны закрепляются в кронштейнах на стойках. Стойки выставляются при помощи теодолита и нивелира на расстоянии друг от друга 4-6 м на криволинейных участках и через 15 м на прямых. Кронштейны крепятся на стойках на высоте 0,5-1,0 м от поверхности нижележащего слоя. Отклонение копирной струны от вертикальных отметок не должно превышать ±3 мм.

Установка рельс-форм - трудоемкая операция, выполняемая при помощи геодезических инструментов и автокрана. Рельс-формы предназначены для движения по ним комплекта машин и одновременно с этим являются опалубкой для бетона.

Рельс-формы должны устанавливаться на спланированное основание шириной не менее 0,5 м с каждой стороны бетонирования (из щебня, гравия или грунта, укрепленного вяжущими материалами) или на уширенное для этого основание под покрытие. Не допускается осадка основания от воздействия бетоноукладочных машин во время укладки. Для этого установленные рельс-формы следует обкатывать наиболее тяжелой машиной комплекта. Отклонение отметок рельс-форм после обкатки не должно превышать +5 мм. Непосредственно перед укладкой бетонной смеси рельс-формы необходимо смазать с внутренней стороны отработанным маслом.

Отделять рельс-формы от бетона следует с помощью приспособлений, обеспечивающих целостность боковых граней и кромок уложенного слоя, не ранее 24 часов после укладки.

При устройстве цементобетонных покрытий на участках высоких насыпей над трубами, на подходах к путепроводам, мостам производится армирование слоя покрытия.

Металлические сетки устанавливаются в проектное положение при помощи сухариков бетона или арматурных закладных деталей.

Доставку приготовленной смеси к месту укладки можно производить различными транспортными средствами, учитывая при этом объем работ и дальность транспортирования. Дальность транспортирования смеси следует рассчитывать с учетом температуры и влажности окружающего воздуха, от которых зависит скорость схватывания цементобетонной смеси. По СНиП 3.06.03.-85 смесь должна быть доставлена к месту производства бетонных работ не позднее чем за 30 минут при температуре воздуха 20-30 °С, 60 минут - при температуре 10-20 °С.

Для контроля выполнения данного условия необходимо вести строгий учет за порядком движения автотранспортных средств, если ЦБЗ обслуживает только данный объект, или каждое транспортное средство должно быть снабжено сопроводительными документами (паспорт смеси), в которых указывается марка цементобетонной смеси, подвижность смеси, время ее приготовления и место укладки. В местах выгрузки необходимо оборудовать моечные пункты для очистки кузовов автомобилей от остатков цементобетонной смеси. Автотранспортные средства должны иметь водонепроницаемый кузов с гладкой, ровной поверхностью.

Неблагоприятно сказывается длительная перевозка на качество подвижных смесей. Подвижные смеси в транспортных средствах без побуждения в пути не рекомендуется перевозить на расстояние свыше 10 км по хорошей дороге и 3 км по плохой. В качестве бетоновозов с побуждением применяют автобетоносмесители. Автобетоносмесители используют также для приготовления бетонной смеси в пути следования к месту укладки.

Дальность возки сухих смесей ограничена по экономическим соображениям расстоянием, на которое можно перевозить готовые бетонные смеси с побуждением (медленное вращение барабана 3-4 об/мин) без ущерба для качества смеси.

При устройстве цементобетонных покрытий наиболее трудоемкими являются операции по распределению, формированию, уплотнению и отделке поверхности цементобетонного покрытия. Для производства этих операций в настоящее время широко используются комплекты бетоноукладочных машин.

Развитие комплектов бетоноукладочных машин происходит по двум направлениям: создание высокопроизводительных бетоноукладочных машин со скользящей опалубкой и бетоноукладочных машин с использованием рельс-форм.

Бетоноукладчики со скользящей опалубкой представляют собой гусеничные машины, предназначенные для непрерывной укладки цементобетонных покрытий при строительстве автомобильных дорог, аэродромов, каналов. Традиционно для этих целей использовались комплекты бетоноукладочных машин ДС-100 и ДС-110 , в настоящее время на наш рынок выходит ряд фирм, предлагающих свои услуги в обновлении парка строительных машин.

Бетоноукладчики со скользящими формами фирмы «Виртген» отличаются высокой экономичностью. Их модульная конструкция позволяет быстро переоборудовать машину в зависимости от предстоящей работы.

Скользящие формы могут быть подвешены между ходовыми механизмами или сбоку методом «офсет» (со смещением). Таким образом можно использовать одну и ту же машину для устройства покрытия шириной 7,5 м и для формирования прикромочного водоотводного лотка, укрепительной полосы, направляющей стенки.

Выгрузка цементобетонной смеси осуществляется непосредственно на основание перед бетоноукладчиком или распределителем бетонной смеси, если основание достаточно прочное для движения автотранспорта. В противном случае выгрузку смеси осуществляют в приемный бункер, находящийся сбоку. Из приемного бункера смесь подается конвейером на шнек распределителя. Шнек распределителя состоит из двух частей, каждая из которых может вращаться в двух направлениях. Благодаря этому обеспечивается равномерное распределение цементобетонной смеси по ширине. Бетоноукладчики со скользящими формами SP 1600 фирмы «Виртген» позволяют формировать двухслойные цементобетонные покрытия за один проход. Один бетоноукладчик применяется для одновременного устройства бетонного слоя основания и бетонного покрытия.

Цементобетонная смесь для устройства основания подается непосредственно на основание перед бетоноукладчиком, а смесь для верхнего слоя це-ментобетонного покрытия подается в приемный бункер, находящийся сбоку или впереди бетоноукладчика. С приемного бункера цементобетонная смесь транспортером подается на рабочий орган, осуществляющий распределение и уплотнение верхнего слоя цементобетонного покрытия. Скользящая опалубка может формировать боковую поверхность слоя ровной или криволинейной для лучшего сцепления между смежными полосами.

Формирование смеси по ширине покрытия осуществляется распределителем бетонной смеси или самим бетоноукладчиком. При применении распределителя бетонная смесь распределяется на заданную ширину с некоторым запасом по толщине на уплотнение. Запас на уплотнение уточняется пробным бетонированием.

Уплотнение цементобетонной смеси и окончательное формирование осуществляется бетоноукладчиком. Для уплотнения смеси бетоноукладчик оснащен глубинными вибраторами, вибробрусьями и выглаживающей плитой.

При вибрации зерна щебня и песка располагаются плотнее, а воздух, имеющийся в смеси, вытесняется наружу. При уплотнении используют разные частоты вибрирования. Низкие частоты способствуют уплотнению более крупных частиц, а высокие - мелких. В этом случае получают плотные бетоны при малой продолжительности вибрирования. Частота колебаний находится в пределах 460-1000 Гц.

Качество виброуплотнения зависит и от продолжительности вибрирования. Оптимальная продолжительность ее зависит от удобоукладываемости смеси и находится в пределах 60-90 секунд.

При виброуплотнении цементобетонных поверхностей часто наблюдается обогащение верхних слоев излишней водой, отжатой из толщи цементобетона. Это может привести к увеличению пористости цементного камня и снижению прочности верхнего слоя.

Для окончательной отделки покрытия в комплект машин по устройству цементобетонных покрытий входит бетоноотделочная машина - трубный финишер. Рабочим органом этой машины является асбоцементная труба, подвешенная к раме машины. Передвигая трубу по свежеуложенному бетону, добиваются выглаживания поверхности. Чтобы не происходило разрушение кромок свежеуложенного покрытия при первых проходах, асбоцементную трубу устанавливают под углом к оси таким образом, чтобы края трубы не доходили до кромок покрытия на 15-20 см.

Для удаления воды, отжатой при вибрировании, на бетоноотделочной машине предусмотрено навешивание влаговпитывающего полотна, например мешковины. В конце рабочей смены мешковину тщательно промывают, очищая от цементного молока. На отделочной машине также имеется навесное оборудование по нанесению бороздок для создания шероховатости. Средняя глубина бороздок шероховатости, определяемая по методу «песчаного пятна», в зависимости от требуемой величины коэффициента сцепления колеса с покрытием должна быть в пределах 0,5-1,5 мм. Фактура обработанного покрытия должна быть однородной.

Следующей технологической операцией является уход за твердеющим бетоном. Эта операция состоит из комплекса мероприятий, обеспечивающих благоприятные условия твердения уложенной в покрытие смеси. Мероприятия включают предупреждение испарения из бетона влаги, необходимой для процесса структурообразования бетона, а также предохранения его от механических повреждений в начальном периоде набора прочности.

Длительность ухода - до набора проектной прочности, но не менее 28 суток.

Для предохранения высыхания бетона дорожных покрытий производят обработку поверхности пленкообразующими материалами, в качестве которых могут применяться помороль (ПМ-86), лак «Этиноль», битумные эмульсии. Битумные эмульсии используются реже, так как создание темной поверхности способствует нагреву покрытия, что вредит на ранних стадиях набора прочности. Для уменьшения нагрева поверхности после образования пленки, покрытие, обработанное битумной эмульсией, следует засыпать слоем песка толщиной 5 см или для осветления поверхности наносят суспензии алюминиевой пудры или известкового раствора.

В настоящее время для ухода за бетоном используют пленкообразующие материалы типа ПМ. Их наносят на бетонную поверхность в количестве не менее 400 г/м2 при температуре воздуха до 25 °С и 600 г/м2 при температуре 25 °С и выше, как правило, в два слоя с интервалом в 20-30 минут.

Пленкообразующие материалы необходимо наносить путем распыления многосопловым распределителем равномерно на всю открытую поверхность плиты (включая и боковые грани) после завершения работ по отделке покрытия.

Пленкообразующие материалы типа ПМ следует наносить после испарения влаги с поверхности бетона (поверхность становится матовой), а водную битумную эмульсию - сразу после окончания отделки поверхности бетонного покрытия.
В случае задержки с нанесением пленкообразующих материалов во избежание высыхания поверхности свежеуложенный бетон необходимо предварительно защитить путем нанесения депрессора испарения влаги. В качестве депрессора испарения влаги следует применять депрессор марки ДСШ при расходе 5-10 г/м2. Допускается применение влажной мешковины. В случае выпадения осадков следует применять рулонные пароводонепроницаемые материалы.
Для уменьшения напряжений, возникающих при сезонных и суточных изменениях температуры воздуха, в цементобетонных покрытиях устанавливаются температурные швы сжатия, расширения и коробления.

При температуре воздуха, превышающей ту, при которой устраивалось покрытие, происходит температурное удлинение плит цементобетонного покрытия, для обеспечения такого удлинения устраивают швы расширения.

Длина бетонного покрытия увеличивается пропорционально расстоянию между швами расширения, коэффициенту температурного расширения бетона и зависит от разности температур покрытия в данный момент и в момент укладки. В швах расширения покрытие разрезают по всей толщине плиты и на всю ширину. Осуществляется это при помощи прокладки из дерева.

При температуре воздуха ниже той, при которой производилась укладка цементобетонной смеси, цементобетонная плита покрытия стремится укоротиться. Швы сжатия допускают укорочение плит цементобетонного покрытия. При сокращении длины плиты силы трения между покрытием и основанием вызывают растягивающие напряжения в цементобетонном покрытии. Швы сжатия позволяют уменьшить эти напряжения и связанную с этим вероятность появления трещин.
В швах сжатия покрытие разрезается по всей ширине на 1/3 – 1/4 толщины, ниже этой прорези и возникает в дальнейшем трещина.

Швы в продольном направлении устраивают при покрытии шире 4,5 м. Этот шов называется продольным швом, или швом коробления, так как он допускает возможность температурного коробления в поперечном направлении и снижает вероятность появления продольных трещин.

Пазы деформационных швов следует нарезать преимущественно в затвердевшем бетоне алмазными дисками при достижении бетоном прочности на сжатие 8-10 МПа. Допускается устройство швов и пазов швов сжатия комбинированным способом: закладка в свежеуложенный бетон эластичной прокладки и нарезка по ней паза в затвердевшем бетоне.

Элемент шва расширения (рис. 4.15) следует перед бетонированием надежно закрепить штырями в соответствии с проектом. До установки в проектное положение дощатую прокладку следует 24 ч вымачивать в воде или смазать со всех сторон разжиженным битумом. Штыри поперечных швов сжатия следует устанавливать в проектное положение до бетонирования покрытия с использованием поддерживающих устройств или втапливать в свежеуложенный бетон вибропогружением.

Рис. 4.15. Типовая конструкция поперечного шва расширения: 1 - арматура; 2 - арматурный корпус; 3 - деревянная прокладка; 4 - битумная обмазка; 5 - пластмассовый колпачок; 6 - резиновый компенсатор

Время начала нарезки пазов швов следует определять на основании данных о прочности бетона и уточнять путем пробной нарезки. При пробной нарезке выкрашивание кромок швов не должно превышать 2-3 мм. При суточных перепадах температуры воздуха менее 12 °С пазы поперечных швов сжатия в покрытии следует нарезать в этот же день. В случае невозможности нарезать все швы подряд из-за недопустимого выкрашивания кромок шва следует устраивать контрольные швы сжатия через три-четыре плиты по двухста-дийному способу: нарезка узкого паза шва одним алмазным диском при достижении прочности бетона на сжатие около 5-7 Мпа и последующая нарезка верхней части шва до проектных размеров при достижении прочности бетона более 10 Мпа. При невозможности устройства контрольных швов по двухста-дийному способу и появлении трещин в покрытии контрольные швы следует устраивать комбинированным способом.

При суточном перепаде температуры воздуха более 12 °С пазы поперечных швов сжатия в покрытии, уложенном до 13-14 ч, следует нарезать в те же сутки. В покрытии, уложенном во второй половине дня, для обеспечения трещиностойкости следует устраивать контрольные поперечные швы через две-три плиты комбинированным способом, а последующую нарезку промежуточных швов производить в затвердевшем бетоне.

При устройстве контрольных поперечных швов комбинированным способом в бетон следует заложить эластичную ленту (прокладку) толщиной 0,2-3,0 мм, а затем по ленте следует нарезать паз шва в затвердевшем бетоне. В качестве эластичной прокладки может использоваться полиэтиленовая лента и другие аналогичные материалы, закладываемые после отделки поверхности бетонного покрытия. Установка ленты по СНиП 3.06.03.-85 не допускается, если бетонная смесь потеряла подвижность и лента не омоноличивается. Лента должна закладываться на глубину не менее 1/4 толщины покрытия и выступать над поверхностью на 0,5-1,0 см.

В конце рабочей смены и в случае вынужденного перерыва работ следует устраивать рабочие поперечные швы, как правило, по типу швов коробления с помощью приставной опалубки. Укладку покрытия от рабочего шва следует продолжать после снятия опалубки и обмазки торца плиты разжиженным битумом или пленкообразующим материалом. Если в данном месте необходим шов расширения, его устраивают на расстоянии одной плиты перед рабочим швом или после него.

Работы по герметизации швов производят в сухую погоду при температуре воздуха не ниже +5 °С. Заполнение швов, нарезанных в свежеуложенном бетоне, производят через 7 суток, а в затвердевшем бетоне - немедленно после их промывки и просушки.

Работы по заполнению деформационных швов мастиками, приготовленными на основе битума, надлежит выполнять в такой последовательности:
а на дно паза шва уложить хлопчатобумажный шнур;
а стенки паза шва смазать разжиженным битумом;
а паз шва заполнить мастикой на 2-3 мм выше уровня покрытия;
□ выступающие над пазом шва излишки мастики срезать острым скребком.

Герметизирующие материалы, приготовленные на основе битума, перед применением необходимо разогреть до температуры 150-180 °С.

К атегория: - Техника при ремонте автомобильных дорог

Цементобетонное покрытие – покрытие капитального жесткого типа, предназначенное для любого грузонапряженного движения.

​Подобные покрытия отличаются:

​- высокой прочностью;

— долговечностью;

— более безопасным уровнем движения в ночное время;

— высоким коэффициентом сцепления покрытия, который не изменяется при увлажнении;

— высоким уровнем механизации и автоматизации;

— возможностью вести строительные работы при неблагоприятных условиях;

— малым износом покрытия (0,1-0,2 мм/год).

​При всех вышеописанных и очевидных положительных моментах существуют и недостатки данных типов покрытия:

​- трудности возникающие при ремонте покрытия;

— невозможность открывать движение сразу после окончания строительства;

— необходимость устройства деформационных швов.

​Цементобетонные покрытия при высоте насыпи более 1,5 метров строят на второй год.

​Требования к дорожным ц/б покрытиям:

​Цементобетон должен быть прочным и морозостойким (F).

Морозостойкость оценивается числом циклов попеременного замораживания и оттаивания водонасыщенных образцов в возрасте 28 суток без снижения прочности более чем на 25% и потери в массе не более 5%.

Дорожные цементобетонные покрытия подразделяют на марки, характеризующие его прочность на растяжение при изгибе и сжатии.

Российские дороги

Автомобильные дороги, расположенные на территории Российской Федерации, подразделяются на:
1) автомобильные дороги федерального значения;
2) автомобильные дороги регионального или межмуниципального значения;
3) автомобильные дороги местного значения;
4) частные автомобильные дороги.

Автомобильные дороги в зависимости от вида разрешенного использования подразделяются на автомобильные дороги общего пользования и автомобильные дороги необщего пользования.

В 2009 г. было введено 3004 км дорог общего пользования, что в 1,3 раза превышает объем ввода в 2008 г., в том числе федеральных дорог - 1159 км. Искусственных сооружений в 2009 г. сдано 16 470 п.м. После капитального и текущего ремонта введено 4550 км федеральных автодорог (на 22% больше указанного в Программе), искусственных сооружений - 18 тыс. п. м (на 44% выше объемов 2008 г.). При этом ассигнования дорожного строительства из федерального бюджета составили 342,9 млрд. руб., субсидии субъектам РФ - 104,3 млрд. руб.

Несмотря на то, что федеральные автомобильные дороги составляют лишь 7,8% от общей протяженности сети автомобильных дорог общего пользования, на них приходится до 50% интенсивности движения. Твердое покрытие имеют более 546 тыс. км автомобильных дорог, остальные 54 тыс. км представляют собой грунтовые дороги.

Таблица 1.
Виды дорожных покрытий и степень их распространения в России

Источник. ABARUS Market Research по данным открытых источников.

Грунтовые покрытия и основания, стабилизированные органическими и неорганическими вяжущими материалами, применяются в основном для внегородских дорог. Преимуществом таких покрытий является отсутствие потребности в каменных материалах и дешевизна.

Количество и качество автомобильных дорог по-прежнему не соответствуют запросам растущей экономики, несмотря на то, что средства из бюджетов всех уровней выделяются все в больших объемах, а также предпринимаются попытки привлечения частного капитала к строительству и реконструкции дорожных и инфраструктурных объектов.

Европейские дороги создаются на бетонной основе, российские, в основном, на песке. При этом, по разным данным, от 30% до 90% российских дорог не отвечают транспортным нормам.

Альтернативы

В России при строительстве дорог по-прежнему применяется морально устаревшая, дорогая и медленная технология асфальтобетонного покрытия, к тому же не слишком пригодная для климата России и требующая частого ремонта. По мнению исследователей, использование такой технологии ведёт в финансово-технологический тупик. Выходом из него могло бы стать использование бетонных технологий, в частности, технологии бетонных плит, стянутых стальными тросами, которая активно используется в США, позволяя быстро, недорого и качественно строить дороги .

Сегодня существует много хороших технологий в дорожном строительстве. В некоторых регионах страны (например, в Калужской области) применяют щебёночно-мастичные асфальтобетоны (в таблице под номером 6), и по заверению местного руководства те дороги, которые были построены с применением данной технологии 6-8 лет назад, на сегодняшний день не дали ни одной трещины. В среднем такое строительство обходится дороже на 30-40%, но эти затраты окупаются в течение первых 1,5-2 лет.

Однако наибольшее внимание в настоящее время уделяется внедрению цементно-бетонных дорог. Этот интерес, впрочем, как и многое новое, что предлагается в России, основан на передовом зарубежном опыте, в данном случае - США, Германии и Польши, где автодороги с цементно-бетонным покрытием получили большое распространение, поскольку имеют более длительный срок эксплуатации и не нуждаются в больших расходах на содержание. В основном большинство специалистов ссылаются на опыт Соединённых Штатов Америки, где сегодня 35-40% дорог строится именно по этой технологии. В США разработана целая программа, которая позволяет строить цементно-бетонные дороги со сроком службы более 60 лет.

В настоящее время цементно-бетонные дороги составляют всего порядка 2% в сети автомобильных дорог России общего пользования с твердым покрытием и 8% - в сети федеральных дорог. За период с 1993 по 2000 годы протяженность федеральных цементно-бетонных дорог выросла немногим более чем на 9%, а асфальтобетонных - на 30%, что не соответствует мировым тенденциям дорожного строительства и ведет к излишней трате сил и средств.

Почти все дороги в США строятся с бетонным основанием, на которое нанесен тонкий слой асфальта. Такое несложное инженерное решение, собственно, и называется асфальтобетоном. В то время как в России этот термин применяется в отношении традиционного асфальтового покрытия, где связующим веществом выступает битум, а не цемент. В России под асфальт время от времени кладут монолитное основание, но делают его, как правило, из так называемого «тощего» бетона низкого качества, что в прямом смысле дискредитирует эту технологию.

Насколько известно

Что касается истории, то еще в 1913 г. в Тифлисе была построена первая дорога с бетонным покрытием. А бетонные дороги, построенные немцами в Калининграде в период Великой отечественной войны, надежно служат до сих пор. Цементно-бетонные покрытия внедрялись еще в СССР, но применение нашли в основном в жестких климатических условиях Сибири и Крайнего Севера в 1960-1970-е годы (для подъезда к месторождениям полезных ископаемых). Но к началу 90-х гг. строительство цементно-бетонных дорог было окончательно свернуто. К 1993 году общая протяженность таких автодорог составила всего 9,366 тыс. км. Поэтому одна из нынешних сложностей заключается в том, что за 2 десятка лет почти не осталось инженеров, знакомых с этой технологией.

В России можно насчитать лишь несколько регионов, которые более-менее активно используют цементобетон в дорожном строительстве. К примеру, «Новосибирскавтодор» применяет эту технологию не только на трассах, но и в городе. Также в Приморском крае новые магистрали строятся с цементно-бетонным покрытием. Есть такие магистрали в Тюменской области. Однако Новосибирская область - признанный лидер. Здесь, как и в Европе, цементно-бетонных дорог более 20%.

Цементно-бетонные дороги. Что это такое

Цементно-бетонные покрытия бывают различными. Они разделяются на монолитные и сборные, однослойные и двухслойные, армированные и неармированные, причем применяется как обычный бетон , так и предварительно напряженный. Цемент для каждой из этих конструкций должен удовлетворять дополнительным специфическим требованиям.

Чаще всего, такая дорога - не монолитное полотно. Если 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.

Как правило, цементно-бетонное дорожное покрытие представляет собой плиту толщиной 18-24 сантиметра. Поэтому на бетонной дороге на определенном расстоянии делаются швы расширения - миллиметровые зазоры. Швы заполняют эластичной мастикой из битума, чтобы в основание под плиту не проникала вода. Швы расширения в умеренном климате устраивают через 20-30 метров. Это расстояние зависит от температуры бетонной смеси в момент укладки, а также от климата местности.

При охлаждении покрытия до температуры меньшей, чем температура бетонной смеси в момент укладки, бетон будет сжиматься, и бетонная плита 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 5-10 метров и представляют собой прорези, глубина которых равна одной трети толщины плиты. Эти швы называются швами сжатия. Когда в бетоне появляются напряжения от сжатия при охлаждении, бетонная плита растрескивается в наиболее слабом месте - по сечению, ослабленному надрезом. Шов сжатия заливают мастикой так же, как и шов расширения.

По оси дороги также устраивают шов по типу швов сжатия, - иначе возможно образование продольной трещины.

Таким образом, цементно-бетонное дорожное покрытие - непрерывное, но состоит 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.

Существует вариант создания и монолитного бетонного полотна, но эта технология сложнее. Специалисты убеждены, что ставку нужно делать на сборные преднапряженные цементобетонные конструкции, но на новой технологической основе и с другими инженерными решениями. Так, в США делают плиты со сплошными каналами. Через эти отверстия пропускается защищенный стальной канат, и домкратами натягивается горизонт сразу из 30-40 таких плит. Такое «постнапряжение» бетона решает проблему оседания плит относительно друг друга.

Преимущества

Цементно-бетонные дороги долговечнее асфальтобетона в 5-6 раз, их срок службы может достигать 50 лет и более. Они стойки к агрессивному воздействию среды, обеспечивают высокое сцепление с колесом и отсутствие пыли. Полотно относительно мало истирается (0,1 мм в год), толщина покрытия из него не превышает 16-22 см.

Помимо прямых экономических выгод при строительстве, бетонное покрытие дает значительные технико-экономические преимущества при эксплуатации дороги. Кроме того, их прочность и износостойкость позволяют пропускать грузовые автомобили с большим объемом грузов и повышать интенсивность дорожного движения, что приобретает особое значение в контексте транспортных проблем России.

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. Против асфальтных дорог работает еще и такой фактор, как отсутствие качественных дорожных битумов, которые российская промышленность практически не выпускает. И если продолжать строить дороги с применением битума и делать асфальтобетон, то, несмотря на масштабное финансирование и внедрение инноваций, из порочного ремонтного круга российской дорожной отрасли не выбраться.

Таким образом, мы можем сказать, что по сравнению с асфальтобетонными цементно-бетонные покрытия обладают рядом технических особенностей и технико-экономических преимуществ. Бетонные дорожные покрытия имеют:
* большую прочность и могут пропускать все виды тяжелого автомобильного транспорта;
* достаточно высокую шероховатость поверхности покрытия, допускающую движение транспорта с большими скоростями во влажную погоду;
* малый износ поверхности, большой срок службы покрытия до капитального ремонта;
* незначительный объем работ по текущему ремонту;
* малое сопротивление движению транспорта;
* значительную экономию в каменных материалах;
* возможность механизации всех видов строительных работ.

Высокие транспортно-эксплуатационные качества и возможность полной механизации строительных работ выдвигают бетонные покрытия дорог на первое место в мире среди усовершенствованных покрытий. В настоящее время ведущие строительные компании обеспечивают качество цементно-бетонных дорог за счет армирования полотна специальными сетками из различных материалов, например, углеродистых, и улучшения бетонных составов за счет введения различных добавок.

Таким образом, мы видим, что технология укладки цементно-бетонных дорог вовсе не проста. Кроме этого, цементно-бетонные покрытия нужно укладывать на прочные и морозостойкие основания.

Возможности и сложности

В России строительство и реконструкцию цементно-бетонных дорог можно осуществлять исключительно за счет отечественных материалов, нарастив тем самым объемы выпуска дорожного цемента и других необходимых строительных материалов, а также увеличив число рабочих мест.

Цемент, бетон и преднапряженный железобетон можно производить в любом регионе вдоль строящихся трасс, потому что необходимые ресурсы в России имеются практически везде.

Но когда дорожно-строительная организация отдаёт проектно-сметную документацию на экспертизу, проводимую в процессе тендера, то главный критерий, по которому она должна пройти как будущий исполнитель строительства , - это соответствие единственно имеющимся СНиПам времен 70-х гг. и границам стоимости. Но по этим требованиям ни одна современная технология дорожного строительства не проходит, включая цементно-бетонные покрытия. Поэтому очень важно на законодательном уровне изменить требования к условиям торгов, потому что не только цена должна служить ключевым показателем выгоды строительства, но и долговечность построенных дорог.

Изменения, даже в пользу самых выгодных технологий, всегда даются нелегко. Еще в советские времена руководство промышленности опасалось, что при переходе на цементобетон высвободится до 70% оборудования, предназначенного для производства и укладки асфальта, а загруженность имеющейся базы упадет на 15-20%. Были сложности с хранением цемента и сроками его годности, необходимо было создавать новые логистические механизмы. Осложнились бы механизмы планирования, возникли немалые издержки на перевооружение отрасли бетоноукладочной техникой. Кроме этого, в то время отсутствовали экономичные конструктивные решения, а объемы выпускаемых дорожных цементов и бетонов были малы. В связи со всем вышеперечисленным ожидалось резкое подорожание строительства.

Сейчас многие из этих трудностей решаются более безболезненно, но в целом, такие масштабные изменения, конечно, требуют больших капитальных вложений. Тем более что спустя 30 лет технология сборного и монолитного железобетона видится уже чуть ли не единственным выходом из технологического тупика.

Развитие данной технологии определяется главным образом государственной политикой, поскольку основной объем финансирования дорожного строительства обеспечивает федеральный бюджет. Кроме того, государство должно взять на себя часть рисков по непрерывной загрузке предприятий, обладающих передовыми мощностями. Стоимость современного оборудования для укладки цементно-бетонного дорожного полотна составляет несколько миллионов евро. Инвестировав в оборудование, компания должна быть уверена, что в будущем не прекратятся заказы на этот вид работ.

Перспективы

В 2010 г. планировалось увеличить протяженность автомобильных дорог общего пользования федерального значения, соответствующих нормативным требованиям к транспортно-эксплуатационным показателям, до 21 574 км. Однако для эффективного функционирования дорожного хозяйства этого не достаточно.

Стратегия модернизации заключается в том, чтобы удержать дорожную сеть от коллапса. Ни в одном документе планирования строительства дорог не говорится о внедрении каких-либо новых технических решений. Ставку автоматически предлагается делать на асфальтобетон - крайне несовершенную технологию, особенно в климатических условиях России. Асфальт является нежестким покрытием с низкой морозостойкостью, плохо реагирует на жару, страдает ярко выраженной колейностью, работает всего от двух до пяти лет, особенно в условиях нарастания максимальных нагрузок на заднюю ось грузовиков и фур (фактически они уже доходят до 12 т) и взрывного роста числа автомобилей в стране.

При таких нагрузках дороги из асфальтобетона просаживаются, выходя из строя намного раньше любых гарантийных сроков. Число недоремонтов нарастает. Цена на битум растет вместе с ценой на нефть, на рынке начинает ощущаться его острая нехватка. В бюджетах на строительство уже фигурируют астрономические цифры. Так, строительство одного километра шоссейной дороги первой категории уровня Киевского шоссе обходится сегодня, по данным «Трансстроя», в среднем в 1 млрд. рублей (свыше 40 млн. долларов). Дорога третьей категории обходится в 200 млн. рублей (для сравнения: на 2007 год Росавтодору было выделено 150 млрд. рублей). И это притом, что самый хороший асфальт при нынешних нагрузках на дороги не требует ремонта в лучшем случае в течение 5 лет. Климат, культура управления, коррупция, устаревшие технологии, нарушение технических нормативов и отсутствие технических стандартов - все это держит систему в подвешенном состоянии, не давая ей развиваться.

Опять вспомним Новосибирск. При строительстве Северного объезда, сданного в ноябре 2009 года, было применено цементно-бетонное покрытие. Применять асфальт строители не планировали по нескольким причинам. Стоимость асфальтовой и бетонной трассы примерно одинакова, при этом средний срок жизни асфальтового покрытия 12-14 лет, бетонного - 25 лет. Благодаря отказу от асфальта в 1,5 раза снижается и стоимость содержания дорожного полотна.

Эта автомагистраль протяженностью 76 км (цементно-бетонный слой толщиной 24 см и шириной 16,5 м на основании из пескоцемента толщиной 18 см) потребовала 50 тыс. тонн цемента. Это около 6,5 тыс. центнеров на 1 километр (658 кг на один погонный метр). Как уже было сказано выше, в России в год строится около 3-3,5 тыс. км дорог общего пользования. Если хотя бы половина из них будет возводиться цементно-бетонным способом, это способно повысить спрос на цемент только для данных целей дорожного строительства на 1 млн. тонн (без учета строительства объектов дорожной инфраструктуры и текущего ремонта).

В будущем строительство дорог с бетонным покрытием должно возрастать, они должны становиться основным видом магистральных дорог.

Цементобетон не только для дорог

Цементно-бетонное покрытие может быть также широко использовано при строительстве аэродромов, которых в России не хватает. Многие европейские города, имеющие от 100 тыс. населения, располагают международными аэропортами. В России же сегодня даже крупные областные центры между собой сложно связать авиатранспортом. Для активного экономического взаимодействия российским городам необходимо располагать действующими аэропортами, а в случае сотрудничества с иностранными инвесторами - международными аэропортами соответствующего качества для беспрепятственного осуществления авиаперевозок. В Советском Союзе во всех регионах существовали десятки аэродромов местного значения, и это очень помогало в решении многих жизненно важных проблем. Сегодня многие из этих аэродромов полностью утрачены.

Цементно-бетонную технологию также планируют применять в обустройстве железных дорог в качестве основания под рельсы. И хотя в этой сфере использование не обещает быть масштабным, так как сопряжено со специфическими сложностями, имеющие место попытки свидетельствуют о широком потенциальном спектре применения цементно-бетонных покрытий, что, в свою очередь, поднимает уровень востребованности цемента и бетона в экономическом развитии страны.

В. НИКОЛЬСКАЯ, директор по исследованиям аналитического агентства ABARUS Market Research

Бетон представляет собой наиболее распространенную строительную основу. Различные составы с успехом используются практически в любых сферах, что делает материал универсальным.

К отдельной группе относится дорожный бетон. Широчайшее применение материал находит при укладке дорожных полотен, а также аэродромных покрытий. Главной особенностью строительной основы выступает возможность эксплуатации в самых тяжелых условиях. Какими же отличительными качествами обладают бетоны для дорожных покрытий?

Типы

В зависимости от назначения выделяют следующие типы материала:

1. Составы для однослойных покрытий и создания верхних слоев при укладке дорог с многослойной структурой. В данном случае к качествам дорожного бетона предъявляются максимальные требования, так как на поверхностные слои покрытия оказывают влияние не только нагрузки со стороны транспорта, но также внешние факторы окружающей среды.
2. Материал для создания нижнего слоя в двухслойных покрытиях. При изготовлении уделяется меньшее внимание качествам, наличие которых является обязательным требованием для предыдущего типа материала.
3. Дорожный бетон, который служит основанием при укладке усовершенствованных капитальных покрытий. Ввиду отсутствия существенных нагрузок на слой материала, его подготовка в данном случае допускает наличие достаточно усредненных характеристик.

Состав материала

Дорожный бетон может иметь разные составы и, следовательно, различны его технические характеристики.
В качестве основы для изготовления обычно используют пластифицированный либо гидрофобный портландцемент. Причем марка бетона, используемого для укладки дорожного покрытия, должна быть не ниже М400.

Оптимальным соотношением ингредиентов для приготовления дорожного бетона является пропорция 1:2:5 (цемент, песок, наполнитель). Предпочтение отдается крупным наполнителям, в качестве которых наиболее целесообразно использовать базальтовый гравий. При избытке влаги осадочные породы в составе дорожного бетона проявляют себя несколько хуже.

Основным требованием для подготовки материала, который будет использоваться при укладке верхних слоев бетонной дороги, является применение наполнителя, предел прочности которого составляет не меньше 1200 кг/м² при сжатии. Изготовление строительной основы для укладки средних и нижних слоев дорожных полотен допускает применение щебня с пределом прочности в 800 и 600 кг/м² соответственно.

При изготовлении материала, с помощью которого будет осуществляться заливка капитальных дорог бетоном, может применяться песок самых различных фракций. Чаще предпочтение отдается зернистому песку средней или крупной структуры.

Дополнительные характеристики

Бетонные покрытия дороги должны соответствовать нормам подвижности слоя, которые составляют не более 2 см. Во избежание выхода за пределы данного требования при подготовке бетона применяются добавки в виде минеральных зерен.

Другим важным качеством для материала выступает прочность при изгибе. Высокие показатели прочности бетонного слоя дорожного покрытия выступают необходимой характеристикой для плоскостей, подверженных интенсивному давлению.

Бетонная дорога может подвергаться изменению массы и объема при воздействии определенных усилий. Поэтому перед укладкой подготовленного бетона нередко производят тест на истирание. Для проверки свойства материала пробы производятся на специальных вращающихся кругах. Результаты сверяют с общепринятыми стандартами.

Требования к качеству бетонных дорог

Существует целый ряд требований, которые предъявляются к характеристикам бетонных дорожных покрытий:

1. Отсутствие склонности к образованию микротрещин – достаточно важное требование, так как работы по укладке дорожных покрытий нередко выполняются в самых неблагоприятных условиях. В таких ситуациях вероятность растрескивания дороги из бетона остается существенной в течение всего отрезка времени, необходимого для полного затвердевания материала.
2. Устойчивость к динамическим нагрузкам. Формирование состава дорожного бетона предполагает использование наполнителей, которые способны переносить регулярные вибрации, что возникают при прохождении по покрытию внушительного трафика.
3. Стойкость к химическим воздействиям. Не секрет, что для удаления обледеневшего слоя, бетонные дороги нередко очищаются химически активными реагентами. Справиться с такими воздействиями позволяет формирование сбалансированного состава материала.

Устройство капитальной бетонной дороги допускает укладку материала как на грунтовое основание, так и после удаления старого дорожного покрытия. Для начала площадка зачищается от мусора и растительности. Срезаются бугры, устраняются неровности. Углубления и ямы плотно заполняются обычным грунтом либо строительным боем.

Перед непосредственным бетонированием дороги площадка покрывается плотным слоем песка, желательно крупной фракции. Достаточной считается песчаная подушка, толщина которой составляет от 3 до 5 см. Поверх песка насыпается щебень прослойкой аналогичной толщины. В завершение подготовительных мероприятий ставится опалубка, куда будет осуществляться заливка бетона.

Соответствие качеств собственноручно изготовленного состава необходимым требованиям проверить достаточно проблематично. Поэтому поначалу не рекомендуется заливать слишком большие по площади участки.

После того, как подготовлен материал, с помощью которого укладываются бетонные дороги, соблюдена технология изготовления, зачищена и выровнена площадка, можно переходить к заполнению участка, ограниченного опалубкой. Удаляется опалубка лишь после полного затвердевания бетонного слоя.
Выполнив устройство бетонной дороги собственными руками согласно вышеуказанным рекомендациям, можно получить по-настоящему прочное, надежное и долговечное покрытие.