Бетонная дорога технология строительства
Бетонные дороги — строительство в России и СНГ, плюсы и минусы
Бетонные дороги появились в Европе и США достаточно давно, но широкого распространения в России они не получили. Это связано с дороговизной технологии и массой сложностей на этапе строительства. Однако при обустройстве частных площадок и подъездов к домам подобное решение является достаточно интересным.
Преимущества и недостатки
Дорога из бетона имеет как достоинства, так и недостатки. К положительным сторонам относят следующие пункты:
- Бетонные сооружения обладают высокой прочностью и не нуждаются в ремонте. Заявленный срок службы превышает 40 лет. Для сравнения, асфальтовое покрытие прослужит только 10 лет.
- Перемещаясь по дороге из бетона, транспортные средства расходуют меньше топлива. Подобная особенность обусловлена тем фактом, что при движении тяжелой спецтехники бетон не деформируется.
- Покрытие не боится агрессивных воздействий и климатических изменений. Оно демонстрирует высокую устойчивость к сильным осадкам или резким скачкам температуры.
- Защита окружающей среды от вредных выбросов. Поскольку расход горючего при езде по бетонной дороге сокращается, число выбрасываемых в атмосферу выхлопных газов тоже уменьшается.
Отличие асфальта и бетона
Недолговечность асфальта перед бетоном обусловлена следующими особенностями:
- Асфальт производится на основе песка, щебня и минеральных добавок, а в качестве связующего компонента используются битумные полимеры.
- Изготовление бетона подразумевает использование песчано-гравийной смеси, которая состоит из цемента и присадок.
Структура дорожного полотна
Начиная строительство бетонных дорог, нужно разбираться в особенностях структуры полотна. Оно включает в себя такие слои:
- Подстилающий. Состоит из дренажного щебня и песка, который компенсирует нагрузки с нижней и верхней части.
- Укрепляющий. Для изготовления этого слоя используют бетон низкой марки. Он предназначается для связки подсыпки.
- Основной слой. Производится на основе бетона.
Если выполняется обустройство автомобильных магистралей, по которым ездят тяжелые транспортные средства, принято использовать ненапряженный и напряженных железобетон с усиленным армированием. Наличие металлических элементов предотвратит деформацию камня под воздействием интенсивных нагрузок.
Для реализации частных задач и организации полотна на почве с высоким размещением грунтовых вод выполняется комплексная гидроизоляция полотна. В качестве этой основы используется рубероид. Он препятствует намоканию бетона и защищает камень от коррозийных процессов.
Как рельеф местности влияет на строительство
Бетонное покрытие дороги создается по разным технологиям. Если его делают в гористой местности, то оно должно полностью повторять рельеф. При возведении автомобильных магистралей поверхность выравнивается. Если имеются впадины, они засыпаются, а холмы срезаются. Мосты и тоннели делаются ровными без крутых поворотов.
Материалы для устройства полотна из бетона
В качестве основного материала для организации дорожных покрытий используется бетон марки М400. Его прочностные свойства обеспечивают максимальную устойчивость к большим нагрузкам от грузового и легкового транспорта.
Бетонный раствор создается на базе водостойкого портландцемента и воды. Еще в состав вносят пластифицирующие добавки, которые поднимают гидрофобность и прочность, а также щебень (5 частей) и песок (2 части).
Используемые для дороги материалы отличаются эксплуатационными свойствами в зависимости от нагрузок и способа укладки.
Технология использования плит
Производство дорожных плит выполняется по особой технологии в такой последовательности:
- Создание температурных швов.
- Обустройство подстилочного слоя.
- Уплотнение слоя.
В первую очередь необходимо сделать температурные швы, разделив секции для заливки. Все пустоты заполняются картоном или мягкой древесиной, которая поглощает энергию. Гидроизоляционный слой устанавливается на глубине 40-50 мм с помощью герметичного вещества. Оно будет препятствовать проникновению мусора или камней под покрытие, которые могут разрушить его.
Стальные элементы пропускаются через боковые грани специальным механизмом. Две дорожные полосы должны обладать шириной от 6 до 9 м. Еще между ними фиксируется усадочно-температурный шов, который исключает образование трещин.
На следующем этапе устанавливается подстилочный слой, который закрывается гидроизоляцией и увлажняется. Бетон нужно заливать за один прием, поскольку раствор недолговечный. Разбавлять состав водой не разрешается, поскольку она портит начальные эксплуатационные характеристики материала.
Заводской материал доставляется к стройплощадке прямо с завода, где производится замес. После выгрузки смеси задействуется специальная техника с лопастями, которые выполняют выравнивание поверхности. Каждый слой должен тщательно прорабатываться, чтобы сохранять одинаковую плотность. При использовании арматуры нужно заливать слой по 40 мм, а потом закреплять сетку и опалубку.
Строительство
Любая бетонная дорога строится в несколько этапов. Чтобы покрытие было максимально качественным, необходимо разбираться в специфике всех мероприятий и пошаговом руководстве.
Подготовка грунта
Для начала следует провести подготовительные работы, связанные с обработкой земли. Они начинаются после составления проекта и получения результатов геологического исследования региона. В таком случае бетонирование будет осуществляться горизонтальным образом с изъятием небольших холмов.
На подготовительном этапе важно позаботиться о наличии системы дренажа, которая будет эффективно отводить грунтовую и дождевую воду. Для этого создается небольшой уклон от 2 до 4 градусов, а в боковой части полотна фиксируются бетонные желоба или делаются откосы.
Укладка подстилочного слоя
Дальше выполняется организация песчаной подушки. Ее толщина может варьироваться от 20 до 40 см. Некоторые компании исключают этот этап, однако наличие подстилки способствует улучшенному дренажу и предотвращает размытие почвы при отрицательных температурах.
В процессе выравнивания поверхности нужно помнить о запроектированных уклонах. Каменную засыпку дополнительно укрепляют цементным раствором или гранулированным шлаком с негашеной известью и золой.
Монтаж опалубки и армирование
Чтобы соорудить опалубку, понадобится взять деревянные доски, их высота должна соответствовать высоте заливки смеси и составлять 10-15 см. После выбора оптимальных размеров нужно установить по краям бетона ребра жесткости. Каждая часть опалубки обрабатывается специальным раствором, позволяющим быстро отсоединить ее от застывшего бетона.
К щитам из древесины предъявляют ряд требований по прочности. Если в процессе строительства задействуется спецтехника, лучше делать стальную опалубку. Она обладает увеличенной прочностью и долговечностью. В основе всех элементов лежит подошва с повышенной устойчивостью к большим нагрузкам.
Секции опалубки выставляются в одну линию и надежно закрепляются. Такое условие является обязательным при вибрировании тяжелыми механизмами.
Бетон армируют на этапе заливки, фиксируя металлические элементы на высоте 3-4 см от нижнего уровня. Перед этим материал выравнивается.
Укладка бетонного покрытия
Следующий этап заключается в заливке бетонного раствора по периметру. Действие нужно выполнять за один прием или в несколько этапов в случае проведения армирования.
Поскольку бетон скоро твердеет, его нужно наносить максимально быстро и качественно. В противном случае эксплуатационные свойства материала будут ухудшены. Для обустройства автомобильных магистралей используется заводской бетон, который доставляется на стройплощадку тяжелой спецтехникой.
При наличии этапа армирования виброприбор размещается в 5-7 см выше верхнего края. Оборудование дополнительно оснащается разравнивающими механизмами. Бетонная смесь должна быть пластичной и подвижной, но не жидкой. В противном случае она будет вытекать через щиты опалубки и станет некачественной.
Нарезка и герметизация температурных швов
Незаменимым этапом работ по обустройству дорог является нарезка и организация деформационных швов. Их устанавливают после получения 50-60% прочности, когда полотно с легкостью выдерживает вес рабочего оборудования и специальной техники.
Еще эти швы компенсируют проблему температурного расширения, защищая покрытие от повреждения в случае сильных морозов. Для распиловки плит используется специальный инструмент, а дистанция между каждой зоной выбирается по проекту. В большинстве случаев толщину монолита нужно умножить на 30.
Уход за дорожным полотном
Для защиты бетонной поверхности от преждевременного разрушения необходимо обеспечить ей правильный уход. Согласно существующим нормам, дорогу можно открывать для общего использования только через 28 суток с момента заливки, поскольку за этот термин раствор набирает заводскую прочность.
Чтобы предотвратить деформацию полотна, его дополнительно обрабатывают полимерами, создающими водонепроницаемую пленку. Однако они ухудшают сцепление колес транспортного средства с дорогой из-за снижения шероховатости. Такая особенность считается негативной для скоростных магистралей, поэтому некоторые компании оставляют поверхность нетронутой. При соблюдении правил подготовки почвы и укладки плиты будут оставаться невредимыми в течение многих лет.
Если появится разлом, понадобится снять весь участок. Проблема возникает при нехватке уплотнения.
Требования к качеству
Существует ряд требований, которые предъявляются к качеству бетонной дороги. Они определяются типом и свойствами сырья, используемого в процессе замеса. Так, минимальная прочность щебня для финишного покрытия должна составлять не меньше 1200 кг/см², а для подушки — 800-1000 кг/см².
Степень подвижности должна соответствовать уровню 2 см при конусном исследовании. Чтобы предотвратить отклонение от требуемого уровня, рекомендуется добавлять в состав раствора минеральные включения с разной величиной.
Этот документ учитывает следующие требования:
- Устойчивость к большим механическим нагрузкам. Точные значения определяются индивидуальными свойствами полотна.
- Исключение трещин после заливки и интенсивного использования. Для предотвращения проблем с растрескиванием необходимо соблюдать технологию монтажа и грамотно выбирать соотношение компонентов в растворе.
- Водостойкость и неуязвимость к воздействиям химических сред. Автомобильные магистрали обустраиваются в разном рельефе и с разным качеством грунтов. Они должны защищаться от разрушительного воздействия воды и обладать хорошей дренажной системой. В противном случае полотно может деформироваться и стать непригодным для эксплуатации.
Покрытие дороги бетоном является популярной технологией, которая широко распространена в разных странах мира. В Москве и других регионах России метод стал использоваться относительно недавно. Однако он продолжает обретать популярность и внедряется в разных областях страны.
Устройство бетонного покрытия – советы специалистов
При строительстве бетонной подъездной дороги особое внимание следует уделять качеству грунта находящегося под ней. От этого будет зависеть как долго, дорога вам прослужит.
Если посмотреть послойно, то конструкция бетонной дороги состоит из основного бетонного слоя толщиной 150-200 миллиметров, затем идет гравийное основание, прослойка камней (толщина 200-300 мм) со средним диаметром фракции 40 мм и наконец так называемая «постель» которой служит утрамбованный грунт.
Толщина слоев при строительстве бетонной дороги зависит от основания, на котором она будет расположена. Самым подходящим основанием является гравийный или песчаный грунт так как он обеспечит естественный отвод воды, из под нашей конструкции.
Но геологические условия везде разные и возможно вам попадутся глинистые, торфяные и другие виды грунтов хорошо задерживающие влагу. В таких ситуациях придется производить выемку грунта под строительство бетонной дороги и далее производить подсыпку.
Дренаж при строительстве дороги обеспечивают выемкой грунта с последующей засыпкой. Чем лучше вы сделаете основание тем меньше придется производить работ по проектированию профиля дороги.
Для того чтобы вода не задерживалась, требуется выдержать уклон бетонной дороги от дома. В местах где сложно организовать, делают кювет с отводом воды от участка.
Устройство основания при строительстве бетонного покрытия
До начала работ по устройству основания дороги необходимо определить подходит ли нам существующий грунт.
Для этого берем гладкий стальной прут диаметром около 1 см и втыкаем его в землю, если грунт имеет достаточное необходимое нам уплотнение, то он с одинаковым усилием, плотно входит на глубину около 600 мм.
Если же стальной стержень с усилием проходит лишь первые 200 мм, а затем «проваливается», то это означает что под верхним слоем находится рыхлый, не уплотненный грунт, который со временем и под воздействием построенной бетонной дороги начнет проседать, что в свою очередь ведет к образованию трещин.
В таком случае необходимо произвести работы по выемку грунта до прочного естественного основания, и далее производить засыпку грунта с послойным уплотнением (то есть необходимо производить засыпку толщиной 150 мм и производить трамбовку) до необходимой отметки.
Также необходимо помнить, что основание должно выполнять и функцию дренажа и не давать влаге проникать и накапливаться под бетонным основанием дороги, так как это может привести к пучению грунта.
Поэтому необходимо сделать прослойку из гравия толщиной 200-300 мм. После того как все слои уложены основание трамбуют и производят конечную нивелировку.
Устройство бетонной плиты покрытия
Уклон при строительстве бетонной дороги задается установленной опалубкой. Опалубка монтируется из досок размером 50х100 или 50х150 мм, в зависимости от толщины бетонной плиты. Доски крепятся на забитые в основание металлические колышки, так называемые «вешки».
После того как опалубка установлена мы углубляем края дороги на несколько сантиметров и укладываем туда два стержня арматуры, это позволит нам увеличить площадь опоры плиты на грунт, и избежать эрозии грунта находящегося под бетонной дорогой.
Немаловажным элементом при строительстве бетонной дороги являются температурные швы, которые дают двигаться плите в горизонтальной и вертикальной плоскости при различных температурных режимах. Такие швы разделяют различные секции заливки.
Для примера температурные швы организуют между основной дорогой и подъездной, подъездной бетонной дорогой и пешеходной, площадкой гаража.
Температурный шов делается из легко деформирующегося материала, часто используют, например, пропитанною в битуме пластину деревоплиты, но можно применять и другие материалы, такие как пластик, резина и другие.
Швы бетонной плиты дороги располагают на расстоянии не большем чем 12 метров друг от друга.
Для армирования бетонной плиты дороги использую металлическую сварную сетку с толщиной проволоки 5 мм. и ячейкой 150х150 мм ( она так и называется «дорожная»).
Металлическая сварная сетка позволяет предотвратить расширение бетонного полотна дороги в горизонтальном направлении и, как следствие, избежать образования трещин.
Сетка должна быть уложена или до начала заливки бетона в опалубку, путем установки ее на фиксаторы на высоте около 45 мм от нижнего основания бетонной плиты, или установлена вовремя заливки на той же высоте, для этого сначала заливают нижний слой бетона толщиной 35-40 мм, укладывают металлическую сварную сетку, а затем доливают оставшийся слой бетона.
Итак, все готово для принятия бетона. Марку бетона подбираем в зависимости от нагрузки, возлагаемой на строящуюся бетонную дорогу, но производители бетона советуют марку не ниже М200.
Бетоновоз с помощью желоба имеет возможность подавать бетон на необходимые участки дороги, далее в ручную происходит распределение и уплотнение смеси на всю площадь захватки.
После того как бетон заполнил весь объем опалубки необходимо разровнять поверхность бетона, для этого используем «правило», которое сделано обычно из доски 5х150 и имеет длину чуть больше чем ширина самой дороги.
«Правилом» проводим вдоль опалубки, таким образом, что бы разровнять и согнать все излишки бетона. После этого завершаем выравнивание поверхности, пройдя по ней гладилкой (широкая гладкая доска, прикрепленная на длинной палке).
После нее должна остаться гладкая поверхность с выступившей влагой. После этого остается только ждать набора прочности плиты, после чего приступать к отделке.
После того как бетон уложен не забывайте ухаживать за бетоном, укрывать его пленкой и проливать водой, что бы избежать быстрой потери влаги, и как следствия появления усадочных трещин (о дополнительных мероприятиях по недопущению образования усадочных трещин мы поговорим далее).
Отделка бетонной плиты покрытия
После того как бетон наберет немного прочности и будет способен выдерживать нагрузку от человека, мы можем приступать к отделке. Первое что необходимо сделать – это прорезать на поверхности бетонной плиты дороги усадочные швы.
Они необходимы для того, чтобы избежать растрескивание бетона из-за его усадки в результате высыхания. В результате трещины будут образовываться вдоль шва, а не там где придется.
Для расчета шага, с которым необходимо прорезать усадочные швы используется легкая формула. Шаг равен толщине плиты умноженной на 30. Глубину шва делают не менее чем одна четвертая от толщины плиты.
Работы выполняются специальным инструментом называемым «расшивкой». Технология устройства усадочного шва выглядит так. Сначала отмеряется расстояние на котором необходимо прорезать шов, после чего натягивается шнур и отбивается риска на еще влажном бетоне.
Потом вдоль этой риски, расшивкой прорезается необходимый нам шов. Если толщина плиты большая, то придется прибегать специализированному инструменту, роль которого выполняет дисковая пила для не набравшего прочность бетона.
Так как бетон при устройстве швов еще совсем свежий, то необходимо позаботиться о том, что бы, не испортить верхний слой бетона при производстве работ. Для этого используют наколенники, сделанные из фанеры с размером примерно 500х500, они позволяют распределить вес рабочего.
Для придания дороге привлекательного вида и лучшего сцепления поверхность бетонной дорогу при строительстве обрабатывают дорожной щеткой. Она придает поверхности шершавую текстуру. А делается это после затирки, путем обработки поверхности дорожной щеткой от центра к наружной грани.
После этого остается только ждать, когда бетон окончательно наберет прочность (как известно бетон набирает прочность в течение 28 суток) и сможет полноценно воспринимать нагрузки от машин и пешеходов. Удачи в устройстве бетонного покрытия!
Дороги из бетона
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.
- 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.
Вернуться к оглавлению
Структура дорожного полотна
Структура имеет три слоя покрытия:
- Дополнительный слой – земля, как основа для будущего дорожного полотна.
- Подстилающий слой – основание под будущую укладку бетона, изготавливается опалубка.
- 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
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.
Из бетона дорого, но долговечно!
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
- 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.
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.
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.
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/см 2 . Для подушки сгодится менее прочный щебень 800-1000 кг/см 2 .
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.
Строительство бетонной дороги
Рассмотрим подробно этапы строительства дорог из бетона, поскольку от соблюдения укладки технологии зависит продолжительность срока службы покрытия.
Подготовка грунта
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
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
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.
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.
Бетонные плиты для дороги
Бетонные магистрали — разновидность дорожного полотна, широко распространенная во многих зарубежных странах. В России эта технология менее востребована, так как укладка асфальта обходится намного дешевле. В последние годы бетонирование все чаще используют при строительстве аэродромов, мостов, магистралей и других объектов. Укладывают бетонные плиты для дороги при помощи специальных машин, соблюдая технологию строительства.
Преимущества бетонного покрытия
Бетонирование превосходит асфальтирование многими характеристиками и свойствами. Срок службы дорожного полотна с асфальтовым покрытием при должном уходе составляет 4-8 лет. Период эксплуатации бетонных дорог — более 15 лет. Отдельные участки полотна могут эксплуатироваться до 40 лет без капитального ремонта, не теряя первоначальных свойств.
Основные преимущества бетонированных дорог:
- Длительный срок службы. Это связано с тем, что бетонные дороги не боятся механических воздействий и веса габаритного транспорта. Большая плита из бетона не прогибается под колесами грузовиков, самосвалов и другого спецтранспорта.
- Транспорт расходует намного меньше топлива. Так как при движении тяжеловесных машин дорога из бетонных плит не деформируется, для передвижения автотранспорта требуется на 20% меньше топлива.
- Прочное бетонное покрытие много лет не требует ремонта. Бетонное покрытие может эксплуатироваться более 40 лет, не нуждаясь в ремонтных работах, а асфальт служит максимум 8 лет и требует ежегодного, а иногда и ежемесячного ремонта.
- Покрытие обладает повышенной устойчивостью к экстремальным погодным условиям. Износостойкие бетонные плиты для дороги не боятся ливней, града, высоких и низких температур воздуха или перепада влажности.
- Сохранение экологии. Проезжая по бетонной дороге, автотранспортные средства тратят минимум топлива для эффективного передвижения. Поэтому они выбрасывают в воздух меньше вредных веществ и не наносят большого вреда окружающей среде.
- Экономия ресурсов природы и безопасность. Как известно, асфальт получают промышленным способом путем переработки нефти. В качестве основного компонента бетона используется известняк, в составе которого не наблюдается вредных химических компонентов.
Недостатки бетонных дорог
Наиболее существенный минус бетонированных дорожных покрытий – высокая стоимость. Из-за сложной и трудоемкой подготовки грунта и значительной себестоимости компонентов полотна, цена километра бетонной автомагистрали на 80% больше стоимости асфальтированной дороги. Несмотря на это, страны зарубежья выбирают строительство дорог из бетонных плит, которые более долговечны и не требуют ремонта минимум 30 лет.
Полезная информация! Практичные американцы подсчитали, что содержание асфальтированного дорожного полотна уже через 8-9 лет уравнивает стоимость магистрали с аналогичной дорогой из бетона.
Ситуация на отечественных дорогах сложнее — около 90% дорог требуют ремонта, а ежегодное финансирование окупает реставрацию 2-5% аварийных магистралей. Сегодня в России увеличилось число проектов строительства бетонированных дорог. Из-за нехватки хорошего битума и устаревших стандартов строительства, асфальт на отечественных трассах надо ремонтировать каждую весну, что увеличивает стоимость обслуживания дорог.
Второй недостаток бетонных дорог – значительная стоимость капремонта. Технология строительства дорожного покрытия из бетона не предполагает ямочного ремонта. Если бетонные плиты для дороги пришли в непригодность, требуется полномасштабная замена вышедших из строя элементов полотна. Стоимость ремонтных работ намного превышает цену качественного содержания асфальтированной автомагистрали.
Третий минус бетонных дорог — их нельзя назвать бесшумными. Основная проблема — в структуре дорожного покрытия и в наличии стыков между соседними плитами. Проезжая по ним, автотранспортное средство получает несильную вертикальную раскачку, а водитель ощущает звуковой дискомфорт.
Интересный факт! В типичных американских моделях авто имеется подвеска для комфортного передвижения по бетонному дорожному полотну. Поэтому автомобили передвигаются плавно, как баржи, и могут укачать водителя и пассажиров.
Разработчики США придумали метод борьбы с конструкцией бетонированного дорожного покрытия. При строительстве автомагистралей на бетон кладется слой асфальта высотой 7-8 см. Получается дорога, привычная по ощущениям нашим автовладельцам. В этом случае стоимость строительства бетонированной дороги возрастает, а к обслуживанию добавляются проблемы асфальтового покрытия.
Какие страны мира предпочитают бетонные дороги
Сегодня бетонированные дорожные покрытия регулярно строят в США, Японии, Германии, Канаде, Новой Зеландии, Австралии, Азии и во многих других развитых странах. Только в США имеется больше 1 000 000 км дорожного полотна с долговечным покрытием из бетона. С каждым годом количество магистралей, построенных по данной технологии растет.
Наиболее распространены бетонные дороги в США, где они составляют 60% от общего числа автотрасс. Сегодня в штатах практически все новые магистрали строят из бетона, чтобы снизить расходы на содержание дорожного полотна в процессе эксплуатации. Первая экономика мира оценила практичность бетонных дорог, которые обходятся без капремонта до 40 лет.
Полезная информация! Система федеральных автомагистралей США, пересекающих всю страну и проходящих через разные климатические зоны построена из бетона. В Далласе и Хьюстоне имеются участки шоссе, которые находятся в идеальном состоянии несмотря на то, что они залиты в 1960 г. Эти участки дорожного полотна используются для наблюдения и научных работ.
Другая страна, где строительство дорог из бетонных плит завоевало огромную популярность — это Германия. Практичные и экономные немцы начали эффективно применять данную технологию укладки дорожного покрытия в строительстве автобанов. На сегодняшний день в Германии успешно эксплуатируется 40% бетонных дорог.
Основной материал, из которого строят дороги в Японии — это бетон. За счет большой прочности, неприхотливости к весу и длительной эксплуатации бетона из него строят впечатляющие многоэтажные дорожные развязки. Над созданием проекта и контролем за строительством дорог трудится большой штат специалистов, каждый из сотрудников отвечает за определенный участок.
Технологический процесс заливки дороги
Для бетонной трассы используют различные технологии. Если строительство проходит в горной местности, тогда дорога повторяет ее рельеф. Его выравнивают путем засыпания впадин и срезания мешающих укладке холмов. При необходимости на рельефной местности сооружают тоннели и мосты. Чтобы избежать аварий и сделать трассу более безопасной, в ходе строительства огибаются крутые спуски и повороты.
Укладка бетонированной дороги включает следующие этапы:
- Подготовка грунтового слоя. Чтобы бетонированная часть не разрушилась, грунт должен обрести плотную структуру. Грунтовое покрытие во влажном состоянии укатывают, постепенно подсыпая новый грунт. Если влажность грунта повышенная, его надо подсушить, используя рыхление и добавляя шлак или песок.
- Отвод воды. Чтобы сделать езду автотранспорта безопасной и продлить эксплуатационные сроки бетона, дорожное полотно наклоняют. Для этого могут использоваться дренажные слои. Места скопления воды можно выравнять при помощи грунта. Местом для скопления воды служит городская канализация или кюветы, которые отводят стоки в канавы или водоемы.
- Подстилочный слой. Предполагает сооружение песчаной подушки толщиной 20-40 см, которая улучшает дренаж, препятствует выходу влаги наверх, предотвращает возникновение трещин и впадин. Торфяной и глиняный грунт накапливает воду, поэтому его срезают, заменяя гравием и крупными камнями.
- Подкладка из геотекстиля. Материалы из камня необходимо обязательно укрепить с помощью вяжущих веществ. Для этого используется цемент, зола и шлак с негашеной известью. Нижние пласты дорожного покрытия должны быть плотные, поэтому слои тщательно укатываются при помощи спецтехники.
- Сбор опалубки. Она изготавливается из пиломатериалов, при этом учитывается высота заливки (100-150 мм). Доски толщиной от 50 мм покрывают специальным раствором, который ускоряет отсоединение от бетона. При использовании тяжелых уплотняющих машин делают опалубку из стали. Она не деформируется, дольше служит и имеет в основании подошву, которая повышает устойчивость опалубки.
Важно! Опалубочные секции надо установить в одну линию и надежно закреплять. Тогда они чтобы не развалятся и останутся на своем месте, когда по бетону будут двигаться тяжеловесные укладочные машины.
Еще несколько лет назад в России строительство дорог из бетонных плит практиковалось в малом масштабе, так как этот вид укладки полотна считался слишком затратным. На сегодняшний день ситуация изменилась — в связи с разработкой новых технологий бетонное дорожное покрытие оценивается, как более практичное. Наличие высокопроизводительной и многофункциональной спецтехники значительно упрощает процесс укладки дорожного полотна. Через пару лет строительство бетонированных дорог в нашей стране выйдет на 1-ый план.
Строительство бетонных автомагистралей – отличный способ обеспечить идеальное качество дорожного полотна, которое прослужит длительный период времени. США, Германия, Япония и другие развитые страны по достоинству оценили и выбрали этот тип покрытия, несмотря на то, что вместо 1 км бетонной дороги можно построить 1,8 км асфальтированной. Срок окупаемости бетонной дороги начинается через 8-10 лет после начала эксплуатации, что подходит для строительства под долгосрочные кредиты.