Укладка
Дозировка
Зернистые заполнители дозируются по отдельности каждый. Цемент, заполнители и добавки добавляются по весу. Дорожный бетон изготавливают в бетономешалке принудительного действия. После добавления всех компонентов их необходимо смешивать еще около минуты. Для того, чтоб покрытие было равномерным, каждый слой заливается только из одного смесителя.
Реконструкция
Если целью работ является не укладка новой трассы, а нанесение бетона на уже имеющееся полотно, задача значительно упрощается, так как не нужно ждать утрамбовки бетона. Рабочий участок очищается. Площадь выравнивается, чтоб не было бугров и ям. Участок покрывается крупным песком (30-50 мм), после чего — таким же слоем щебня. Делают опалубку. Не нужно заливать бетоном сразу весь участок. Через небольшие расстояния необходимо оставлять зазоры.
Пробы
Перед тем как начинать укладку раствора, необходимо проверить составляющие материалы. Это делают для того, чтоб проверить, дадут ли те или иные добавки необходимые качества материалу. Результат исследования должен быть записан в протоколе по каждому параметру отдельно. Такой документ является частью договора на строительные работы.
Если строительство другого объекта проводится в такой же местности и условиях окружающей среды, позволяется использовать предыдущие данные, но при этом они не должны быть старее 24 мес. Образцы могут быть затребованы заказчиком. Если материалы поставляются с производства, необходим также заводской контроль качества.
Инновации в строительстве автомобильных дорог
Технологии не стоят на месте, специалисты активно ищут замену классическому покрытию. И их разработки действительно впечатляют!
Самоисцеляющийся асфальт
Разработка ученых из Нидерландов. На этапе укладки асфальт насыщают токопроводящими волокнами. Если начинает образовываться трещина, через волокна пропускается электрический ток в непосредственной близости от дефекта. Ток генерирует внутреннее тепло, расплавляя битум – он склеивает обе поверхности трещины. Похожее покрытие разработали и швейцарцы, только в состав асфальта включили мелкие частицы железа и подвергли их воздействию переменного магнитного поля.
Дороги с отведением грунтовых вод
Ученые предлагают использовать проницаемые мостовые материалы для уменьшения ливневых стоков. Также такое свойство не позволит образовываться льду на асфальте. Покрытие спроектировано с пустотами, через которые влага проникает к основанию и выводится через траншею в линию сточных вод.
Дороги с функцией «антизаморозка»
В Японии, где часто наблюдаются снегопады, стали использовать технологию «снежных» труб. В структуру дорожного полотна встраиваются коммуникации, по которым идет горячая вода. Температуры трубы достаточно, чтобы растопить снег. Особо загруженные и важные трассы дополнительно подогревают циркулирующей горячей водой. Другой пример – Solar Roadways, дорожные панели с нагревательными элементами и светодиодами. Вся площадь покрытия превращается в единый нагреватель, под действием постоянного тока 48 вольт асфальт просто не дает скапливаться снегу и влаге. Правда, и цена удовольствия в 2,5 раза выше обычного асфальтобетона.
Дорога для электромобилей
Нет, это не персональное шоссе для электрокаров, это трасса, которая способна подзаряжать аккумулятор транспортного средства. В покрытие встроен специальный рельс, передающий автомобилю электричество во время движения. Такую дорогу построили в Швеции, электричество подается только, когда над рельсом проезжает машина.
Дороги из пластика
Разработчики из Голландии уверяют, что такие дороги будут более дешевыми, экологичными и прослужат не менее 80 лет. Проект известен под названием PlasticRoad. Испытания нового покрытия уже ведутся, но пока компания не раскрывает «волшебную формулу». Плиты будут производить из переработанных пластиковых отходов. Укладка таких дорог занимает в 2-3 раза меньше времени, чем асфальтовых. Разработчики заверили, что пластик выдержит температуру до +80 градусов и не накапливает тепло. Для прокладывания коммуникаций будут предусмотрены специальные полости.
Разработчики из Нидерландов создали специальную краску для разметки дорог. С наступлением темноты она начинает светиться. Также в состав включен компонент, который реагирует на снижение температуры: как только она снижается до 0 градусов (дорога становится скользкой), на разметке появляются снежинки, предупреждающие водителей об опасности. Состав уже протестировали, сделав разметку на одном из шоссе возле границы с Бельгией.
Использование инноваций экономически оправдано: такие дороги более безопасны и долговечны, вот только приживутся ли такие технологии в России – покажет время.
Устройство покрытия из плит
Бетонные плиты для дороги изготавливаются следующим образом:
- Готовятся формы нужного размера, или выставляются опалубочные щиты.
- При необходимости готовится арматурный каркас, чтобы улучшить прочность плит.
- Заливка выполняется готовой бетонной смесью, желательно сразу выполнять трамбовку, чтобы удалить пузыри воздуха.
- Через некоторое время, когда бетон застынет, можно снять опалубку и дать плитам время для набора нужной прочности.
С помощью такого материала можно сделать бетонную дорогу своими руками. При соблюдении всех условий она отлично послужит вам долгое время.
Бетонные дороги для России | Блог SkyLine
Сейчас покажу, какие дороги планируют строить в России уже в ближайшей перспективе.
Те из вас, кто бывал в Германии, наверняка отметили для себя безупречные скоростные автобаны. Но не все знают, что до наших дней сохранились дороги, которые строили ещё в 30-е годы прошлого века. Да-да, есть там и такие и даже они сохранились в пригодном для эксплуатации состоянии.
Фото: Alexander Belenkiy macos
А всё потому, что строили их из бетона.
Кстати, дороги из бетона есть и в России, правда их всего 2% от общей протяженности. Конечно, не нужно путать наши бетонки из бетонных плит (ДЫГ-ДЫГ-ДЫГ-ДЫГ) и цементобетонные дороги из бетонного полотна (УШШШШИИИИИХХХХ), это совершенно разные покрытия.
Еще в советский период наша страна активно экспериментировала в этом направлении, но не дожали и забросили.
А очень зря, ведь строительство цементобетонных покрытий хоть и дороже, но если пересчитать стоимость на срок службы, а это минимум 25 лет, то экономия серьезная. В той же Германии бетонные дороги легко служат без ремонта до 50 лет.
Бетонные дороги не просто прочнее и экономнее привычных асфальтобетонных, они ещё позволяют экономить топливо транспортному средству, передвигающемуся по такой трассе, за счет меньшего прогиба дорожного полотна и отсутствия пластичной колеи.
И вот позавчера я оказался на конференции “Цементобетонные покрытия автомобильных дорог России: тенденции и точки роста”.
Эксперты отрасли, представители власти и бизнеса обсуждали проблемы и перспективы строительства автомобильных дорог с применением цементобетонной технологии в России, оценивали состояние научной и нормативной базы, перспективные технологии, рынок строительных материалов и техники, а также мировой опыт строительства бетонных дорог.
Главное, что я понял по итогу дискуссий, цементобетонные технологии очень эффективны для строительства дорог, и скоро они придут и в Россию, поскольку именно на этой конференции состоялось торжественное подписание соглашения об учреждении Ассоциации бетонных дорог.
Причем тут Ассоциация – спросите вы. По мнению многих экспертов, причина, по которой бетонные дороги больше не строятся в России, кроется также и в отсутствии нормативов. На асфальтовые дороги регламенты есть, и это позволяет специалистам активно строить асфальтовые дороги. На бетонную технологию, к сожалению, нормативов нет, поэтому она не используется в стройках с государственной поддержкой, применяют ее только в коммерческих (концессионных) проектах. Задача экспертов, объединившихся в Ассоциацию, как раз и будет заключаться в создании и внедрении таких нормативов. И скоро бетонную технологию специалист сможет включить в проект на этапе проектирования дороги.
В перерывах мне удалось пообщаться с Игорем Зубаревым, заместителем председателя правления по технической политике ГК «Автодор», и стало понятно, что намерения у нашей страны самые серьезные.
А вот технические вопросы я задавал профессору МАДИ Виктору Васильевичу Ушакову. И тут было самое интересное, поскольку, кто ещё расскажет про свойства бетонного полотна, о его достоинствах и недостатках.
Виктор Васильевич убедил меня, что современные технологии и материалы действительно годятся для использования в наших погодных условиях и что характеристики готового полотна из бетона выше, чем у асфальтового.
Само собой, это не тот же цемент и бетон, который используют при строительстве зданий и сооружений. В дорожном материале применяют пластифицирующие, воздухововлекающие и стабилизирующие добавки. А чтобы в поры бетона не проникала вода и покрытие не рвалось при переходе через нулевую отметку, бетон напитывают гидрофобными пропитками.
Для избавления от дорожного шума предлагается верхний рисунок полотна делать не как в Европе, перпендикулярно движению, а наискосок.
Есть и решение, способное предотвращать колейность от сезонных шипов методом добавления в бетон более прочных композитных материалов. Таким образом, бетонные дороги для России будут самыми прочными дорогами на сегодняшний день.
Так что осталось немного подождать и возможно одной бедой в России станет меньше.
А вы хотите, чтобы в России появились действительно крутые автобаны?
При написании материала я использовал публикацию Александра Беленького macos: “Как строят дороги в Германии и почему так не делают у нас”.
Технология использования плит в устройстве дороги
Плиты из бетона для дорог. Изготовление дорожных плит имеет некую последовательность:
- 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 бетон может треснуть. 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.
- 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.
- Этап уплотнения бетонного слоя. Используют специальную вибрационную машину, которая впереди имеет разравнивающий и вибрационный брус. Уровень пластичности покрытия определяется такой характеристикой, как подвижность, 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.
Причины отсутствия бетонных дорог в России
Главная причина того, что в России очень мало бетонных дорог — это неустойчивость материала к перепадам температуры. Климат в нашей стране такой, что в один день может быть плюсовая температура, а к вечеру следующих суток наступают ужасные морозы. В некоторых случаях асфальт тоже не выдерживает такой нагрузки, но его хотя бы легко починить. А если трещина образуется в бетонном покрытии, приходится менять целый участок дороги, при этом нельзя допускать даже крошечной ошибки — она может значительно испортить качество покрытия. Поэтому бетонные дороги в России и встречаются крайне редко.
Лично мне такая дорога уже картина уже кажется естественной, а вам?
Вторая причина отсутствия в России бетонных дорог заключается в том, что для их строительства нужна техника, которой в нашей стране очень мало. Она имеется только у небольшого числа подрядчиков и обычно используется в ходе создания взлетно-посадочных полос для самолетов. Если учесть это, а также долгий процесс строительства бетонных дорог, вряд ли кто-то будет этим заниматься на маршрутах между разными городами. Гораздо проще выложить гору цемента, пройтись катком и время от времени чинить появившиеся ямы.
Укладка бетонной дороги требует много денег, времени, рабочих и специальной техники
Перспективы строительства бетонных дорог
«В перспективе до 2030 года в России запланировано строительство почти 8 тыс. км дорог по крупным проектам (новые скоростные магистрали и федеральные трассы, обходы городов и крупные региональные проекты). Суммарные затраты на 30-летний цикл строительства, ремонта и эксплуатации 8 тыс. км автомобильных дорог с асфальтобетонным покрытием потребует порядка 1991 млрд руб. в ценах 2019 года. В случае применения технологии строительства дорог с цементобетонными покрытиями будет сэкономлено 40% — 898,5 млрд руб.», — отметил Сергей Хитров, главный аналитик «РБК Исследования рынков».
Переход на строительство передовых технологий не может быть осуществлен за один-два года, поэтому внедрение строительства автодорог с цементобетонными покрытиями должно происходить последовательно с наращиванием темпов.
Вице-премьер правительства Калининградской области Александр Рольбинов отмечает, что строительство цементобетонных покрытий является сложным процессом, однако такие технологии позволяют увеличить срок службы и снизить стоимость в рамках эксплуатации. «В этом году в Калининграде применялись цементобетонные технологии при строительстве двух участков дорог. Мы хотим посмотреть, как они будут себя вести в обслуживании и эксплуатации, и тогда определимся более кардинальным образом», — уточнил Рольбинов.
Автомагистраль «Меридиан» от Казахстана до Белоруссии планируют построить, используя цементобетонные технологии из-за экономической выгоды. «Сегодня содержание автомобильной дороги первой категории без ремонта обходится в 4 млн руб. в год. Мы подсчитали, что на содержание бетонной дороги понадобится не более 2 млн руб, а ее ремонт будет необходим только через 20–25 лет. Поэтому ее содержание гораздо дешевле», — подчеркнул Александр Рязанов, гендиректор «Меридиан».
Низкий срок службы асфальтобетонных покрытий приводит к высоким затратам на содержание дорог, подчеркнул президент Ассоциации бетонных дорог, профессор, доктор технических наук Виктор Ушаков. «Если мы продолжим строить дорожные одежды, которые не могут воспринимать тяжелые транспортные нагрузки, то будем постоянно заниматься ремонтом и не решим проблему бездорожья в России. Сегодня разработаны и внедрены в мировую практику новые технологии строительства, которые предполагают полную механизацию и автоматизацию основных процессов по укладке и уплотнению бетонных смесей, отделке поверхности бетона, уходу за бетоном и устройству деформационных швов. Бетоноукладчик со скользящими формами за один проход машины выполняет весь комплекс работ по устройству дорожного покрытия. Создано новое поколение бетонов повышенной прочности и долговечности», — подчеркнул эксперт.
Отличие асфальта и бетона
Почему бетонное покрытие дороги из асфальта не такое долговечное, как бетонное? Всё дело в качестве основных материалов:
- Асфальт – это композит песка, щебня, минеральных наполнителей, а их связующее – битумные полимеры.
- Бетон – это песчано-гравийная смесь, замешенная на цементе и присадках.
Основная разница между бетоном и асфальтом – это вяжущее в их составах. Битум в отличие от цемента не образует прочного камня, проседает под слабыми грунтами при нагрузке, размягчается на солнцепеке и плохо зимует. Бетон при соблюдении технологии приготовления и монтажа лишен этих недостатков.
Далее рассмотрим дороги из бетона: технологию укладки, преимущества и области применения.
Уборка грунта
Подготовка грунта включает в себя уборку не только нужного слоя земли, но и уборку коренней и остатков растений
Особое внимание уделяют уборки плодородного слоя по нескольким главным причинам:
- Необходимость устройства «подушки», ибо не будет же будущая дорожка, находиться выше уровня земли.
- Вторая причина более глобального значения. Тут стоит понимать, если оставить грунт, паростки растений и прочие, то со временем, когда площадка зальется бетоном, под ним начнутся процессы естественного гниения, после которых будут образовываться пустоты. А пустоты приведут к тому, что зимой в них будет скапливаться вода и с приходом морозов, лед будет расширяться, давя при этом на бетон, который впоследствии, потрескается.
Прочность бетонного основания и влияние разнонаправленных нагрузок
Основные преимущества бетонок – их высокая степень прочности и устойчивость материала на сжатие. Битумные, асфальтобетонные смеси под воздействием высоких температур меняют свои характеристики. Каждый из нас замечал, что, когда на улице жарко асфальт становится мягче. Бетон такого недостатка лишен и прекрасно воспринимает нагрузки на сжатие вне зависимости от температуры. Но вот тут возникает и первый минус. Материал не устойчив к разрывным нагрузкам и плохо переносит нагрузки на сдвиг. А возникновение усилий на изгиб и разрыв приводит уже к деформации дорожного полотна и появлению в нем трещин. Чтобы этого не допустить используются различные технологии. Одни заключаются в применении специального наполнителя, он называется фиброй, другие предполагают классическое армирование самого материала. В таком случае и необходима дорожная сетка.
Откуда возникают нагрузки?
Нагрузки возникают из-за воздействия различных внешних факторов. О характеристиках грунта поговорим чуть позже, а сейчас отметим следующее. Есть такой параметр как проектная пропускная способность автомобильной трассы и другие ее транспортно-эксплуатационные показатели. Таже предельная вертикальная осевая нагрузка, а еще и максимально возможная допустимая скорость. Вот в случае, когда фактическое значение этих параметров превышает проектное и проявляются различные деформации в структуре бетонного дорожного полотна. Факторов, обуславливающие возникновение нагрузок и повышение их значения, масса.
Например, отметим увеличение количества транспортных средств (из-за этого превышается пропускная способность и это необходимо учитывать). Увеличивая толщину дорожного слоя и меняя структуру одежды, либо используя дополнительное армирование, так сказать с запасом).
Повышение осевой нагрузки
Помимо этого, еще один негативный фактор – повышение осевой нагрузки. Связан он с производством транспортных средств повышенной грузоподъемности, особенно это касается военной техники и коммерческого транспорта для перевозки крупногабаритных, негабаритных и тяжеловесных грузов. В результате появляются сдвиги, которые нужно компенсировать, потому что это приводит к появлению трещин. Если прочность бетонного основания недостаточна, то вероятно возникновение колейности (особо характерно для дорог с асфальтобетонным покрытием).
В итоге, прежде всего:
Во-первых, снижается скоростной режим эксплуатации трассы. Во-вторых, появляются такие виды деформации дорожного полотна как выбоины, ямы, сколы и прочие, это помимо трещин
В-третьих, что тоже немаловажно, снижаются характеристики самого бетона. Особо критично по таким ключевым параметрам материала как водопроницаемость, прочность, износостойкость цементобетонного покрытия, стойкость бетона к истиранию, ударная стойкость
Помимо этого, что немаловажно, снижается степень сцепления колес транспортного средства с дорожным полотном. Это в свою очередь резко снижает безопасность эксплуатации и повышает риск возникновения аварийной ситуации. А при значительном количестве влаги и аквапланирования с полной или частичной потерей управляемости
И кроме всего прочего неровная дорога негативным образом сказывается на работе ходовой части транспортного средства. Что приводит к поломкам подвески и других ее компонентов
А при значительном количестве влаги и аквапланирования с полной или частичной потерей управляемости. И кроме всего прочего неровная дорога негативным образом сказывается на работе ходовой части транспортного средства. Что приводит к поломкам подвески и других ее компонентов.
Оттого и закладывают в проект на основании расчета предполагаемых нагрузок с небольшим запасом необходимость дополнительного армирования. Хотя не всегда в этом есть необходимость. Все зависит от расположения дороги, ее функционального предназначения, расчетных технико-эксплуатационных параметров.
Следует учитывать и другие свойства бетона. Об этом далее.
Состав. Особенности изготовления
Фиброволокно используют в дорожном бетоне.
Для стойкости и прочности применяют ряд специальных добавок, которые влияют на качественные характеристики. Полимерные примеси повышают прочность в дорожном бетоне, в том числе в агрессивной среде. Фиброволокно влияет на стойкость к динамическому воздействию, оно дает дополнительное армирование. Фибра повышает износостойкость, используется для автомагистралей.
В приготовлении раствора необходимо придерживаться пропорций цемента, песка и добавок (1:2:5). Для того чтоб дорожный бетон обладал всеми необходимыми характеристиками, необходимо выдержать правильное соотношение воды и цемента в растворе: 0,6 для нижних слоев; 0,5 для верхних, 0,75 для укладки основания. Если воды слишком много, это может влиять на “работу” добавок в растворе.
Диаметр частиц заполнителя: до 2 см в верхнем слое; до 4 см в нижнем. Зерна заполнителя влияют на монолитность основы, их количество не должно превышать 450 кг/м3, а для верхнего слоя – 500 кг/м3. Подвижность бетона не должна превышать 2 см. Для пористости применяют воздухововлекающие добавки. Этот параметр влияет на морозостойкость и переносимость химического воздействия.
Для ускорения твердения плоскости в процессе смешивания добавляют пластификаторы. Они добавляются перед укладкой бетона. Вместе с воздухововлекающими примесями и цементом они обеспечивают максимально высокие свойства бетона.
Все добавки должны использоваться согласно инструкциям производителей. Если одновременно применяется несколько примесей, то их количество вместе должно быть меньше 60 г/кг цемента. Раствор адаптируют по консистенции под устройства для укладки и условия окружающей среды.
Недостатки и перспективы бетонных дорог
Если для взлетно-посадочных полос из бетона практически нет альтернативы в больших авиационных узлах, то дорожное строительство по этой технологии в России развито слабо. Причин тому несколько, но главной остается одна — это жесткие технологические требования, нарушение которых грозит очень большими затратами и невосполнимыми потерями.
Бетонное дорожное полотно, будучи уложенным и введенным в эксплуатацию, имеет несколько особенностей:
- дорога максимально ограничивает возможности ремонта, в особенности ямочного, поэтому любые последствия нарушений процесса станут фатальными для большого участка;
- практически невозможно произвести ремонт локально, требуется буквально выпиливать большие участки, заменяя их на новые;
- строительство и восстановление полотна требуют в разы больше времени в сравнении с асфальтовыми дорогами — если последние могут использовать уже через 12-24 часа после укладки покрытия, то период набора прочности бетона составляет не менее 8 суток;
- готовность подрядчика работать в условиях жесткой технологической дисциплины ограничивается поставками качественного раствора — не все производители бетона готовы соблюдать требования.
Процесс укладки полотна на сегодняшний день сложнее, чем работа с асфальтом — уже после набора прочности необходимо прорезать термокомпенсационные швы, уплотнять их специальными прокладками, что отнимает время у конечного исполнителя. Ситуация такова, что высокое качество и надежность решения приносятся в жертву опасениям понести высокие затраты без гарантии надежности.
Практика эксплуатации показывает, что бетонные однослойные монолиты и двухслойные дороги в итоге дают возможности экономии средств на последующих ремонтах и поддержании их рабочего состояния. Одно только увеличение межремонтного периода с 8 — 12 до 24 лет — прямое доказательство этого эффекта. Дело за готовностью соблюдать технологические требования и исходить из дальней перспективы экономической целесообразности.
голоса
Рейтинг статьи
