Дорожное полотно в России и за рубежом отличается: в нашей стране магистрали разного назначения делают из асфальта, а в Европе и США преимущественно из бетона. Это и является очевидной разницей их качества. В России бетонные дороги не получили распространение ввиду существенной стоимости – всё-таки просторы страны необъятные и обновить полотно обойдется населению очередным приростом налогов. Однако, никто не запрещает домовладельцам обустраивать автомобильные площадки и подъезды из долговечного бетона.
Для чего нужны бетонные дороги
Строительство бетонных дорог целесообразно в местах, где отсутствует возможность частых ремонтов и есть потребность в прочном дорожном полотне. В России это:
- Автодромы;
- Взлетные полосы и самолетные площадки в аэропортах;
- Стоянки автомобилей и другой техники;
- Пешеходные дорожки и тротуары в городах;
- Прибрежные дороги и набережные, где преобладает высокая влажность и воздействие воды.
Время эксплуатации плиты из бетона превышает срок службы асфальта до 2-3 раз. По этой причине целесообразна замена асфальтобетонных дорожных одежд, не выдерживающих климатические условия, на цементобетонные повсеместно, что постепенно происходит в США.
Преимущества бетонных дорог
Такие покрытия обладают определенными достоинствами:
- дорога из бетона отличается хорошей прочностью, в ремонтных работах не нуждается. Покрытие способно эксплуатироваться не менее четырех десятков лет, а для асфальта этот срок ограничен десятилетием с ежегодными ремонтами;
- автомобильная техника расходует меньшее количество горючего. Связано это с тем, что во время движения большегрузного автомобиля дорожный бетон не подвергается деформированию, от чего транспортному средству необходимо для перемещения на пятую часть топлива меньше;
- покрытие отличается устойчивостью к резким изменениям климатических условий. На него не оказывают влияния проливные дожди либо резкие перепады температурного режима;
- происходит сохранение чистоты воздуха, ведь автомобилям необходимо меньшее количество горючего, выхлопные газы которого загрязняют окружающую среду;
- природные ресурсы расходуются экономно. Для изготовления бетона необходим известняк, а для получения асфальта используется нефть.
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.
Недостатки, о которых надо знать
Справедливости ради, заметим: есть у бетона и минусы. И приступая к строительству бетонной дороги, необходимо все хорошенько взвесить.
У бетона, по сравнению с асфальтом, гораздо выше требования к точному соблюдению технологии. Допускать ошибки при работе с асфальтом куда более безопасно. В случае с бетоном ошибки могут обнаружиться в первый же зимний сезон. Если была нарушена технология производства работ, или применялись некачественные материалы, или покрытие не получало должного ухода, дорога может начать разрушаться буквально на глазах. Цена ошибки глобальна – придется убирать весь бетон и укладывать новый. Какой подрядчик захочет идти на такие риски?
Кроме того, на бетонной дороге необходимо использовать специальные реагенты марки «норд вэй» — они стоят в 10 раз дороже обычного натрийхлора, применяемого на асфальтовой сети. Вдобавок к этому, у нас в стране до сих пор никак не отрегулировано применение шипованной резины — неясно, как бетонное покрытие будет выдерживать урон от автомобильных шипов.
Структура дорожного полотна
Полотно дороги состоит из нескольких слоев:
- Подстилающий – это щебень, дренирующий воду из грунта, и песок, компенсирующий поступающие сверху и снизу от грунта нагрузки.
- Укрепляющий – этот слой бетона низких марок, связующий подсыпку.
- Основное дорожное полотно – слой бетона.
При укладке магистралей c большим трафиком тяжелых автомобилей дорогу необходимо делать из ненапряженного и напряженного железобетона, арматурный каркас в которых не позволяет камню трескаться под тяжестью большегрузов.
В частном строительстве, а также при организации дорожного полотна на насыщенных водой грунтах или с их высоким уровнем на песчано-гравийную насыпь укладывают гидроизоляцию для дорожного полотна (можно использовать рубероидные материалы). Слой предотвращает постоянное намокание бетона и как следствие – коррозию камня и арматурного каркаса.
Структура бетонной дороги
Полотно включает в себя определенные слои:
- подстилающий – для его устройства используют щебенку, которая дренирует грунтовую воду, и песок, с чьей помощью компенсируются возникающие нагрузки;
- укрепляющий – представлен низкосортным бетоном, связывающим подсыпной слой;
- дорожное полотно – бетонная поверхность.
Конструкция бетонной дороги под тяжелые автомобили выполняется из напряженного и ненапряженного железобетона, арматурная каркасная основа в которых не дает возможности камню растрескиваться от тяжести грузовых машин.
В частных видах строительных работ или при обустройстве бетонного покрытия дорог на перенасыщенных влагой грунтах на песчаную подушку выкладывается гидроизоляционный материал, предотвращающий сильное намокание дорожного полотна, последующую за этим коррозию камней и арматуры. В качестве гидроизолирующего материала применяют обычный рубероид.
Типы полотна
Бетонная дорога хороша и для скоростных магистралей с интенсивным движением, и для поселковых проездов. Для этих случаев выбирают разные типы полотна, отличающихся качествами и стоимостью:
- Однослойное покрытие высокого качества для дорог любого назначения подходит для укладки верхних и нижних слоев;
- Бетон для нижнего слоя полотна дешевый – он обладает невысокой прочностью, к его компонентам предъявляют минимальные требования. Покрытие из такого материала может быть использовано при обустройстве придомовых территорий с малым потоком легковых автомобилей;
- Бетон для основания с усредненными характеристиками под тяжелые и усовершенствованные покрытия. Может быть уложен на дороги поселкового значения;
- В отдельную группу можно вынести организацию дороги готовыми бетонными плитами.
Материалы для заливки полотна
Универсальным материалом для укладки дорог является бетон М400. Его прочности достаточно для выдерживания давления колес легкового и грузового транспорта на городских и поселковых проездах.
Основа бетона – портландцемент, стойкий к воде (1 часть). В раствор также вводят пластификаторы, повышающие гидрофобность покрытия и его прочность. В состав рабочего раствора также входят:
- Щебень – 5 частей;
- Песок – 2 части.
Для бетонирования дороги рационально заказывать готовый бетон с завода – даже для небольшой площадки понадобится немало раствора, заливать который нужно быстро, не давая отдельным партиям схватиться.
Материалы для покрытия дорожного полотна могут отличаться по свойствам в зависимости от предполагаемой нагрузки и условий укладки.
Требования к качеству бетонных дорог
При выборе компонентов для приготовления дорожного бетона ориентируются на СНиП 3.06.03-85 «Автомобильные дороги». Документ регламентирует требования к качеству готового полотна:
- Устойчивость к механическим нагрузкам – основное требование к дорожному покрытию. Для автодорог разного назначения показатель определяется индивидуально.
- Отсутствие трещин в покрытии после укладки и при эксплуатации. Решить задачу помогает соблюдение технологии строительства бетонных дорог и правильно подобранный состав рабочего раствора.
- Водостойкость и устойчивость к химическим реагентам. Автомагистрали располагаются в разных условиях рельефа и качества грунтов, а при отсутствии организованного водоотвода (при нарушении технологии строительства) на полотне скапливается вода, ухудшающая его качество.
Требования к бетону
Определяют качество полотна составляющие компоненты, которые также должны проходить тщательный отбор согласно профильным ГОСТам. Например, прочность щебня, способного обеспечить надежную и длительную эксплуатацию дороги, составляет не менее 1200 кг/см2. Для подушки сгодится менее прочный щебень 800-1000 кг/см2.
Подвижность бетонного раствора – 2 см при проведении испытаний конусом. Избежать отклонений от данного параметра помогает большое количество минеральных включений разной фракции.
Еще одно требование к бетону – высокая прочность на изгиб, для этого в раствор вводят пластификаторы и полотно дополнительно усиливают арматурой.
Плюсы и минусы дорог из бетона
По сравнению с асфальтовыми дороги из бетона обладают рядом плюсов:
- Высокая прочность и жесткость покрытия;
- Устойчивость к динамическим нагрузкам более высокого значения;
- Стойкость к нагреву, температурным перепадам;
- Длительный срок эксплуатации без потребности в ремонте;
- Хорошее сцепление дорожного покрытия и автомобильных колес повышает безопасность движения.
Минусов у дорог меньше, но они весомые:
- Большая стоимость строительства;
- Необходимость строгого соблюдения технологии при приготовлении растворов и подборе компонентов;
- Необходимость в полном наборе прочности бетоном перед запуском дороги.
Уход за дорожным полотном
Для защиты дорог подобного вида рекомендуется обрабатывать бетон средством, которое покрывает полотно пленкой и защищает от перепадов температуры, пропитки водой. Это могут быть пены, пленки, гидрофобные жидкости. Бетонные дороги становятся популярными. Отдавая предпочтение таким дорогам, застройщики забудут о частых ремонтах, как это бывает с асфальтом. В сельской местности дороги строят своими руками из подручных материалов, однако прогресс не стоит на месте.
Раньше бетонными дорогами старались пренебрегать, поскольку они относились к разряду дорогих. С течением времени все поменялось. Нынче бетоном заливать дороги гораздо практичнее. Из-за наличия машин, которые отличаются многофункциональностью и высокопроизводительностью, отпадает потребность в строительстве своими руками. Через несколько лет строительство бетонных дорог выйдет на первый план.
Строительство бетонной дороги
Рассмотрим подробно этапы строительства дорог из бетона, поскольку от соблюдения укладки технологии зависит продолжительность срока службы покрытия.
Подготовка грунта
Земляные работы – одни из самых дорогих и сложных. Перед их началом составляется подробный проект, основанный на геологическом исследовании рельефа. По возможности плоскость укладки дороги делают горизонтальной – холмики снимают, в углубления делают доску с уплотнением пород.
Плодородный слой почвы снимают: при крупном строительстве автомагистрали полностью, для частной укладки придомовых площадок достаточно 15-20 см. Нижние уплотняют катками и вибрационными плитами с большим весом. Это один из самых ответственных этапов – от уровня прочности основания зависит жесткость и целостность покрытия при интенсивных динамических нагрузках.
На этапе подготовительных работ с грунтом продумывают систему дренажа для отведения грунтовой и дождевой воды. Для этого основание делают не в идеальной плоскости, а под небольшим углом 2-4%. Вдоль дороги могут быть обустроены бетонные желоба или естественные откосы, по которым стекает вода в приёмник или в грунт.
Укладка подстилочного слоя
На уплотненный грунт насыпают щебень и песок. Они выполняют функцию компенсатора нагрузок и дренажа воды.
Толщина слоев подсыпки зависит от типа рельефа и свойств оснований и колеблется в районе 20-40 см. При укладке дорог междугороднего значения между песком и щебнем часто укладывают геотестиль – он не позволяет фракциям смешиваться и насыпи лучше выполняют свои функции.
На основаниях с высоким уровнем грунтовых вод рационально делать более толстым насыпь щебня – он не вымывается и хорошо дренирует воду. Песок обязательно укладывают под слои бетона – он образует плотную подушку.
И песчаный, и щебневый слои обязательно уплотняют катком или вибропитами для достижения высокой прочности подушки.
Подстилочный слой для удобства иногда закрывают тонкой стяжкой бетона толщиной до 5 см, поверх укладывают гидроизоляционное полотно.
Монтаж опалубки и армировка
Бетон слаб к изгибающим нагрузкам, поэтому применение арматуры лишним не бывает – выбор ее типа зависит опять же от характеристик основания. В некоторых случаях армирование вообще может не применяться.
Диаметр арматуры для бетонного полотна принимают только конструктивно по расчетам. Обычно это прутки от 10 мм, сваренные в сетку с ячейкой от 150 мм. Укладывают арматурные изделия в бетонный слой на высоте не менее 4 см от нижней плоскости. Важно, чтобы сетка оказалась в нижней части плиты, поскольку именно в ней концентрируется разрушающая нагрузка и образуются трещины.
Самый простой способ сделать опалубку – использовать толстые доски сечением 50×150 мм (выбор высоты зависит от проектного слоя бетонного основания и покрытия). Также подойдет толстая фанера. Доски и фанеру фиксируют арматурными колышками, воткнутыми в грунт с внешней стороны полотна. При укладке дорожек для пешеходов и стоянок для автомобилей опалубку может заменить бордюрный камень, установленный на этапе подготовки к заливке.
Укладка бетонного покрытия
Заливка дороги бетоном должна осуществляться непрерывно, поэтому материалы для полотна готовят сразу в нужном количестве. Бетон целесообразно заказывать с завода, при строительстве крупных дорог неподалеку от объектов устанавливают временные мобильные цеха по производству раствора, что сокращает расходы на доставку.
При необходимости на основание с подсыпкой укладывают бетон низких марок (например, М200), затем финишным раствором М400 с присадками.
Укладка верхнего покрытия происходит в 2 этапа: сначала заливают подложку 30-40 мм, на него укладывают арматурную сетку и заливают остальную толщину.
Общая толщина слоя около 12 см, иногда больше или меньше.
Бетон заливают на подготовку без перерыва и сразу выравнивают поверхность. Материал постоянно подвозят, работы идут круглосуточно.
После укладки бетон обязательно уплотняют вибропрессованием. Процедура изгоняет пузырьки воздуха и уплотняет структуру готового покрытия.
Нарезка и герметизация температурных швов
В устройство бетонной дороги входит нарезка полотна на сегменты. Это возможно, тогда бетон наберет достаточную прочность 50-60% и будет выдерживать вес человека и режущего оборудования.
Швы нужны для компенсации температурного расширения, которому в разной степени повергается бетонный камень. При сезонном изменении объема плит в дорожном покрытии не образуются трещины.
Распиловку осуществляют специальным инструментом – расшивкой.
Температурные швы делают на расстоянии, определенном расчетами. Одна из формул определения — толщина покрытия × 30.
Чтобы через швы в плиту не проникала вода, их заполняют битумно-полимерными герметиками.
Армирование бетонных дорог
Павилонис Александр
- (067) 238-09-88
Фибра Polyex Mesh это современная альтернатива стальному арматурному каркасу, используемому в устройстве бетонных дорожных покрытий.
Как известно, бетон – один из самых прочных материалов, поэтому он широко используется в строительстве. Его характеристике на сжатие, не может противостоять даже сталь. Но у бетона, как и у любого другого материала, есть ряд своих недостатков, среди которых можно выделить недостаток пластичных характеристик. Именно по этой причине в бетонных изделиях производят армирование. Если остановится на пластичности, вязкости трещинообразования и усадочности, то наилучшим материалом для армирования и для усиления этих свойств является фибра ко-полимерная Polyex Mesh.
При укладке бетонной дороги, минимальная рекомендуемая толщина бетонного слоя должна составлять не менее 17 см, но оптимальной толщиной под большие нагрузки является 20-25 см. Обязательно в местах прерывания бетонирования и в местах разделения карт устанавливаются специальные приспособления, так называемые противоусадочные анкеры. Противоусадочные анкеры – это специальные приспособления, которые воспринимают усадочные и температурные расширения. Также наносятся специальные насечки для предания покрытию негладкого, а шершавого основания. Это достигается проведением вдоль уклонов дороги специальными щетками и придания шероховатой поверхности бетонной дороге для увеличения сцепления с бетонным покрытием у транспорта.
Раньше при устройстве бетонных дорожных покрытий, в основном использовались сквозной стальной арматурный каркас или же прерывистый арматурный каркас. С ростом уровня нынешних технологий, можно сделать вывод, что намного лучше, надёжнее, быстрее и дешевле использовать ко-полимерную фибру Polyex Mesh. Данная фибра является очень прочным материалом, т.е. вот эта проволока имеет разрывные характеристики стали.
Фибра Polyex Mesh имеет огромное количество преимуществ по сравнению со сталью: она лёгкая, дешёвая и не подаётся коррозии. Её можно подавать вместе с бетонным раствором обычными бетонными насосами, и она не портит оборудование. При этом её характеристики пластичности, которые она придаёт бетону, позволяет покрытиям очень долго служить, препятствуя усадке и пластичному трещинообразованию, соответственно данный материал является идеальным для армирования бетонных поверхностей и бетонных дорог.
Для того, что бы правильно соорудить бетонную дорогу, нужно в первую очередь подготовить основание, т.е. это должны быть стойкие дренирующие грунты, желательно речной песок, с коэффициентом не ниже чем 1.6. Также могут использоваться и другие виды грунтов, но с обязательным использованием геосинтетических материалов для того, чтобы произвести армирование этой насыпи. Далее обязательно нужно помнить о дренажном слое и о подстилающем слое, т.е. можно сделать основание из щебня либо из того же асфальто-бетона либо из тощего бетона, т.е. из бетонной подготовки. Опять же, при устройстве этих слоёв, обязательным является использование геосинтетических материалов для армирование насыпи. После этого, устраивается бетонная дорожная одежда при использовании бетона маркой не ниже М400, т.е. обязательно должны быть тяжелые дорожные бетоны. Также ко всему вышеперечисленному нужно учесть то, что данное бетонное полотно должно обязательно делиться на карты, т.е. в зависимости от ширины покрытия эти карты могут достигать до 6х6 или даже больше. В местах прерывания бетонирования нужно устанавливать противоусадочные анкеры.
Очень часто мы привыкли к тому, что бетонные дороги устраиваются очень сложным звеном техники, специальными бетононасосами, бетоноукладчиками и т.д. Но на самом деле если есть потребность, то можно бетонные поверхности и бетонные дороги устраивать своими руками. Т.е. достаточно качественно уплотнить основание и произвести армирование, произвести дренажные и бетонные подготовки, после этого выставить опалубку. Таким способом можно укладывать бетонные дороги и бетонные поверхности не применяя тяжёлой техники. Самое главное правильно подобрать правильно толщину, бетонный состав, по рекомендациям наших специалистов произвести армирование при помощи фибры Polyex Mesh. После этого требуется качественно залить и проследить за застыванием бетона, что бы данная поверхность получилась максимально качественной.
Уход и профилактика бетонного покрытия
Чтобы труды не прошли впустую, по технологии бетонную дорогу можно открывать для движения только после полного набора бетоном прочности, то есть через 28 дней.
Для предотвращения разрушения полотна его защищают полимерными пропитками, которые образуют на поверхности водонепроницаемую пленку. Правда, такие снижают шероховатость дороги и ее сцепление с колесами. Это отрицательное качество для скоростных магистралей, поэтому в большинстве случаев полотно оставляют как есть. Если подготовка грунта и технология укладки были соблюдены, швы нарезаны правильно, по целостности плит ничто не угрожает долгое время.
Еще один способ профилактики и ремонта бетонных дорог укладка слоя износа. На бетон наносят асфальт, который обеспечивает сцепление колес с покрытием, и продлевает срок службы самой магистрали в несколько раз. Кроме того, ремонт асфальтобетонного покрытия гораздо дешевле.
При появлении трещин необходимо принимать меры по их устранению. Для заделки небольших нарушений используют специальные шпатлевки, для ремонта более глубоких повреждений – раствор бетона. Во всех случаях трещину расчищают и увлажняют перед введением заполнителя.
При возникновении разлома придется снимать весь участок полотна. Причиной таких деформаций является недостаточное уплотнение грунтового основания или насыпи.
