Развитие безопасных и качественных автомобильных дорог с применением новых технологий и материалов, а также контрактов жизненного цикла – одна из ключевых задач дорожной отрасли. Низкие фактические сроки службы дорожных одежд и покрытий и связанные с этим высокие эксплуатационные затраты – одна из проблем дорожной отрасли на сегодняшний день.
Как показывает отечественный и мировой опыт, широкое применение при строительстве и реконструкции дорог минеральных вяжущих и цементобетона в конструктивных слоях дорожных одежд позволяет в значительной мере увеличить межремонтные сроки эксплуатации автомобильных дорог и сократить затраты на их ремонт и содержание.
В России для широкого применения цементобетона в основаниях и покрытиях дорог есть все основания и условия. Сегодня разработаны и внедрены в мировую практику новые технологии строительства цементобетонных покрытий, которые предполагают полную механизацию и автоматизацию основных процессов по укладке и уплотнению бетонных смесей, при отделке поверхности бетона, уходе за бетоном и устройстве деформационных швов. Бетоноукладчики со скользящими формами за один проход машины выполняют весь комплекс работ по устройству дорожного покрытия.
Дорожный бетон готовится на основе дорожного портландцемента, а также гидрофобного и пластифицированного портландцемента (из клинкера с содержанием трехкальциевого алюмината не более 8 %). В качестве заполнителей используют очищенные от примесей минеральные материалы (природные пески и щебень из плотных горных пород). Дорожный бетон на крупном и мелком заполнителе относится к категории обычных тяжелых бетонов с плотной структурой в котором все пространство между зернами заполнителя заполнено цементным камнем и вовлеченным воздухом.
Применяются дорожные бетоны для создания дорожных оснований. Поверх основания из дорожного цементобетона может укладываться как асфальтобетонная смесь, так и дополнительное цементобетонное покрытие (в этом случае цементобетонное основание делается из тощего цементобетона).
Также дорожный бетон используется для устройства однослойных цементобетонных дорожных покрытий или верхнего слоя двухслойных дорожных покрытий.
Бетонировать покрытия с одной или двумя полосами движения следует на полную ее ширину. При строительстве дорог с двумя и более полосами движения в условиях, где не может быть прекращено движение транспортных средств, допускается бетонирование покрытия на половину ширины проезжей части. Покрытия с тремя и более полосами движения следует бетонировать полосами шириной 7,5 м при четном числе полос и 7,5 и 3,75 м при нечетном.
Для современных цементобетонных покрытий характерно применение следующих технических решений:
1. отсутствие деформационных швов расширения, за исключением швов на сопряжении с мостовыми сооружениями либо с другими искусственными сооружениями;
2. исключение сплошного армирования плит покрытия;
3. устройство штыревого армирования в деформационных швах;
4. герметизация деформационных швов горячей мастикой на основе полимерно-битумного вяжущего или холодной мастикой на основе полисульфидных материалов, а также резиновыми уплотнителями по типу «елочка».
При укладке покрытия с числом полос две и более, бетонируемого в скользящей опалубке, не следует использовать бетонные смеси подвижностью свыше 2 см.
Для строительства покрытия в скользящей опалубке следует использовать бетонные смеси, состав которых обеспечивает максимальную устойчивость кромок и боковых граней свежеотформованной бетонной плиты после прохода бетоноукладчика.
Наибольшая крупность заполнителя в бетоне не должна превышать: 20 мм - для верхнего слоя двухслойных покрытий, бетонируемых методом сращивания слоев; 40 мм - для однослойных и нижнего слоя двухслойных покрытий; 70 мм - для оснований.
Основные типы цементобетонных дорожных покрытий:
- Цементобетонное покрытие с поперечными швами, со стальными штырями в поперечных швах и с анкерными штырями в продольных.
- Армированный цементобетон с поперечными швами, со стальной армирующей сеткой (сдерживающей раскрытие поперечных трещин), а также со стальными штырями в поперечных швах и с анкерными штырями в продольных.
- Непрерывно армированный цементобетон без поперечных швов.
Поперечный шов — деформационный шов в цементобетонном дорожном покрытии, нарезанный перпендикулярно к оси дороги и обеспечивающий возможность продольного деформирования цементобетонных плит.
Продольный шов — деформационный шов, нарезаемый в цементобетонном дорожном покрытии по оси дороги или параллельно ей в зависимости от ширины проезжей части и способствующий снижению деформаций от растягивающих напряжений.
Штыри — стальные (реже, стеклопластиковые) стержни, устанавливаемые в швах цементобетонного дорожного покрытия, допускающие продольные перемещения бетонной плиты и предотвращающие при этом перемещение плиты в поперечном направлении и по высоте.
Укладку, уплотнение и отделку дорожного бетона выполняют с помощью комплекта бетоноукладочных машин: бетоноукладчика, бетоноотделочной машины и нарезчика швов в бетонном покрытии.
Качественный уход и отделка поверхности цементобетонных покрытий – важный этап строительства. От него зависит прочность, износостойкость и сцепные качества покрытия. Эффективным методом отделки цементобетонных покрытий является создание поверхности бетона с обнаженным заполнителем (технология Waschbeton).
В отличие от других форм текстурирования поверхности бетонных покрытий, создающих шероховатость практически только в поверхностном слое цементно-песчаного камня, при применении технологии Waschbeton шероховатость создается за счет обнажения инертного заполнителя, имеющего значительно лучшую сопротивляемость к истиранию и полированию. Эта технология отделки поверхности покрытия имеет и другие преимуществ. Покрытие обладает хорошим коэффициентом сцепления и пониженным уровнем шума при движении транспортных средств.
Для повышения стойкости поверхностного слоя бетона к эксплуатационным и природно-климатическим воздействиям в мировой практике широко используется обработка покрытий пропиточными укрепляющими составами. Проникая в поверхностный слой, они образуют в порах и капиллярах бетона трудно растворимые в воде соединения, что способствует, с одной стороны, упрочнению структуры цементобетона, а с другой – гидрофобизации (снижению способности его смачиваться водой при сохранении парогазопроницаемости).
В статье используются материалы из следующих источников:
https://roadconcrete.ru/press-center/articles/sovremennye-tekhnologii-stroitelstva-tsementobetonnykh-pokrytiy-avtomobilnykh-dorog/
https://unidorstroy.kiev.ua/wiki-asphalting/beton.html
https://zakonbase.ru/content/part/68497