Какой бетон используют для дорожных покрытий?

Бетон для строительства дорог и аэродромов

Основной особенностью бетона, который используется для обустройства покрытий автомагистралей, взлетных и рулежных полос аэродромов – это способность длительного выдерживания значительных динамических истирающих, сжимающих и изгибающих механических нагрузок, а также деятельное агрессивное воздействие вредных атмосферных факторов: перепадов температуры, повышенной важности, ветра и циклов замерзания-оттаивания.

Поэтому бетон для дорожных и аэродромных покрытий должен соответствовать следующим общим характеристикам:

• Класс прочности на сжатие: от В5 до В40 в зависимости от конкретных условий эксплуатации;
• Класс прочности на растяжение при изгибе: от Вtb1,2 до Вtb4,0, также в зависимости от конкретных климатических и других условий эксплуатации;
• Прочность и морозостойкость бетонного покрытия также назначаются в зависимости от слоя покрытия и климатических условий эксплуатации. Ориентированные данные сведены в Таблицу №1.

Таблица №1. Рекомендуемые основные характеристики бетона для дорог и аэродромов

В соответствии с требованиями ГОСТ 10178, для замешивания бетона для дорожных и аэродромных покрытий должен использоваться цемент, изготовленный на основе материалов с содержанием трехкальциевого алюмината (С3А) в количестве не более 8 % в клинкере по массе.

Кроме того для изготовления подобных бетонов рекомендуется использовать следующие марки портландцементов: М300, М400, М500.и М600. Последние две марки допускаются к использованию при одновременном внесении добавок гранулированного шлака в объеме не более 15%. При этом расчетная поверхность цемента с добавкой шлака должна быть не менее 2 800 см2/кг.

Бетон для дорог и аэродромов

Материал для создания несущего и контактного слоя на поверхностях с высоким уровнем нагрузок — бетон для дорожных и аэродромных покрытий, относящийся к так называемым “тяжелым” бетонам. Эти составы разработаны таким образом, чтобы создать условия для эффективной и долговечной эксплуатации дорог и взлетных полос. Особенность объектов этого типа состоит в сложном профиле нагрузок.

Поверхность и основание дороги, взлетно-посадочной полосы, рулежной дорожки аэродрома испытывает ряд специфических нагрузок. Картина тут совсем не похожа на ту, что складывается при эксплуатации монолита или железобетонной детали в объемном сооружении или здании независимо от его назначения. Бетон от производителя должен иметь особые характеристики, позволяющие преодолеть возникающие ограничения и сложности.

Особенности дорог, взлетных полос и аэродромов

Характерная особенность транспортных объектов, непосредственно связанных с движением тяжелой техники — это особенности взаимодействия поверхностей с шасси, характер и профиль нагружения полотна:

• в отличие от строительных конструкций, монолитные детали полотна испытывают нагрузки динамического характера, причем часто возникают ситуации, когда эти напряжения возникают неравномерно в течение короткого времени;
• повышаются требования к устойчивости бетона на растяжение;
• характер сжатия плит и слоем полотна имеет признаки локализации нагрузок по осям с ограниченным усилием в межосевом секторе;
• неравномерность распределения усилий может стать причиной деформации монолита и плиты;
• огромное значение приобретает способность монолита противостоять промерзанию и проникновению воды, что особо важно в условиях Севера или регионов с выраженной морозной зимой, значительными перепадами температур.

В промышленных условиях производство бетона позволяет создавать растворы, удовлетворяющие повышенным требованиям к составу, наполнителям и цементу.

Виды бетонного покрытия и его особенности

Укладка бетонной дороги и взлетно-посадочной полосу требует очень тщательного соблюдения технологии. Отступления от технологических карт, свойственные многим нашим строителям, могут дать эффект быстрого приведения полотна в негодность, хотя оно вполне способно прослужить до 25 лет без необходимости капитального ремонта. Особенности конструкции такого “пирога” — это разные виды раствора, который формирует каждый из слоев.

Нижний слой бетона

Дорожное полотно высокой прочности содержит нижний слой бетона марки М250 — М350, который должен выдерживать нагрузку на растяжение с пределом прочности 35 — 45 и проходить не менее 50 циклов промерзания, а в местностях, где температуры опускаются ниже -15 С, до 100 циклов.

Верхний слой бетона

Второй (верхний) слой бетонной дороги делается из бетонов М300 — М400 — М500 с нагрузкой на растяжение в пределах 40 — 55 и морозостойкостью от 100 до 200 циклов. Эти же нормы применяются к дорожному покрытию в однослойных конструкциях.

Цементобетонное покрытие

Качественное финишное покрытие для дорог — это цементобетонная смесь, в которой роль связующего, в отличие от асфальта, выполняет именно цемент. На этапе его формирования уделяется особое внимание выравниванию и созданию насечки на готовом полотне. Широко известное заблуждение относительно большей “шумности” бетонных трасс имеет известное происхождение. Это использование поперечной насечки. После внедрения технологии продольной насечки уровень шума от дорог такого типа снизился в разы.

Основание дорожного полотна из бетона укладывается таким образом, чтобы раствор не успел отстояться. Если более крупные компоненты смеси осядут вниз, через короткое время произойдет расслоение монолита, и прокладка из геотекстиля потеряет свою эффективность. Поврежденная и неверно уложенная дорога из бетона сразу заметна — это сплошная цепочка луж, поскольку вода не уходит в основание, как на асфальтовых и асфальтобетонных полотнах.

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.

erkon-beton.ru

Характеристики заполнителя

В качестве мелкого заполнителя допускается использовать природный песок с содержанием глины и пыли не более 2%, либо искусственный песок с содержанием указанных вредных факторов не более 5%.

Прочность основного заполнителя (щебня) используемого для заливки однослойных покрытий и верхнего слоя двуслойных покрытий должна соответствовать показателю 120 МПа, а для бетона для заливки нижнего слоя двуслойных покрытий не менее 80-60 МПа. Максимальный размер зерен щебня для заливки верхнего слоя двуслойных покрытий – не более 25 мм, для однослойных и нижнего слоя двуслойных покрытий – не более 40 мм, а для бетона основания – не более 70 мм.

Для увеличения качества бетона и его стойкости к вредным атмосферным и другим факторам в материал вводят специальные ПАВ-присадки. При этом степень удобоукладываемости назначается в следующих пределах:

• При использовании бетоноукладчика на колесно-рельсовой тяге – Осадка Конуса ≤ 2 см (Ж ≥ 8 с);
• При использовании бетоноукладчика со скользящей опалубкой – Осадка Конуса ≤ 2…4 см (Ж ≥ 5…10 с);
• При использовании обычных вибраторов и виброреек – Осадка Конуса ≤ 4 см.

При укладке дорожных и аэродромных поверхностей очень важно соблюдать условия ухода за правильным твердением бетона, используя для этих целей пленочные защитные материалы.

Дорожные бетоны

Бетоны являются самым популярным строительным материалом, поскольку в зависимости от своего состава могут быть использованы практически в любой сфере. Подобный фактор определяет универсальность, считающуюся одним из главных преимуществ. В отдельную группу следует выделить дорожные бетоны. Они применяются при необходимости строительства дорожного полотна, а также аэродромного покрытия. Отличительной особенностью является эксплуатация в достаточно тяжёлых условиях. На материал оказываются регулярные нагрузки в несколько тонн. Чтобы обеспечить минимальные затраты, дорожный бетон должен обладать высокими показателями, гарантирующими долговечность. Большую роль в процессе приготовления играет соблюдение установленной рецептуре. Состав дорожного бетона, а также особенности и рекомендации по его эксплуатации прописаны в ГОСТ 10268—80. Требования к смеси зависят от того, в какой именно сфере она будет использоваться:

1. Для создания однослойных покрытий, а также верхнего слоя многослойных вариантов. В таком случае, требования максимальные, поскольку воздействуют не только нагрузки со стороны транспорта, но и внешней среды. Это приводит к сильному и ускоренному износу.
2. Для нижнего слоя в тех случаях, когда используется двухслойное покрытие. Данный вариант позволяет уделить меньшее внимание характеристикам, что положительно сказывается на стоимости. Дополнительно, исключается большинство воздействий со стороны окружающей среды.
3. В качестве основания для капитального покрытия усовершенствованного типа. Подобный вариант подразумевает довольно средние показатели характеристик для используемого дорожного бетона.

ГОСТ 10268—80 устанавливает необходимость введения добавок для получения конкретного показателя морозостойкости. Следует отметить тот факт, что необходимое количество зависит от того, в каком типе климатической зоны производится укладка смеси. При этом, внешний слой должен иметь морозостойкость не ниже 150 единиц. Если рассматривать дорожный бетон в целом, то он является разновидностью тяжёлых бетонов. Чтобы приготовить качественную и долговечную смесь, марка цемента должна быть не ниже, чем М300 для оснований и М400 для всех остальных типов работ. Чем более подвижный состав используется для создания дорожного бетона, тем ниже будет его устойчивость к износу в процессе эксплуатации. Другим фактором, оказывающим отрицательное влияние на данный параметр, является твердение в условиях низкой температуры.

Дорожные бетоны

подвержены не только регулярным нагрузкам от проезжающего по полотну транспорта, но и могут часто заливаться водой, например, в ходе длительных дождей или таяния снега. Это – одна из основных причин, по которым искусственный камень данного вида выделяют в отдельный подкласс.

Только высокопрочное покрытие, которое не боится регулярных «ванн», а также хорошо переносит воздействие резких перепадов температур, может быть использовано при строительстве крупных автомагистралей.

Существует несколько основных характеристик, отличающих дорожные бетоны

от других составов:

• Уровень образования микротрещин является достаточно важным показателем, поскольку дорожные работы часто проводятся при достаточно неблагоприятных условиях, поэтому, риск возникновения микроскопических повреждений структуры достаточно велик в течение всего процесса твердения материала.
• Прочность при растяжении. Дорожные бетоны

  отличаются от обычных тем, что существенная часть нагрузки приходится не столько на сжатие, сколько на растяжение, поэтому данная характеристика – одна из определяющих при выборе того или иного состава.

• Стойкость к динамическим воздействиям позволяет искусственному камню переносить регулярную вибрацию, создаваемую при прохождении большого количества транспортных средств по магистрали.
• Еще одна особенность, которая отличает дорожные бетоны

  – определенный уровень химической стойкости. Не секрет, что для удаления льда с поверхности трасс часто используют достаточно вредные для стройматериалов реагенты, но современные разработки легко справляются с подобными воздействиями.

Многие специалисты используют комплексный показатель, такой как сочетание прочности и морозостойкости. Он удобен тем, что позволяет определить максимальное время эксплуатации полотна. Чем выше эта характеристика, тем меньший уровень затрат придется на различные ремонтные работы. Способность бетона к растяжению зависит от множества различных факторов, поэтому важно выбрать правильного поставщика готовых смесей. Для того чтобы дорожные бетоны

получили необходимый набор характеристик, широко применяются специальные добавки. Стойкость в агрессивных условиях повышается благодаря введению полимерных веществ, положительно сказывающихся на росте прочности материала.

Повышение стойкости к динамическим нагрузкам потребовало применения фиброволокна, которое обеспечивает дополнительное армирование материала. Современные дорожные бетоны

– не просто искусственный камень, а высокопрочный композит, отличающийся высокой прочностью и надежностью. Фибра позволяет решить и такую задачу, как повышение износостойкости материала, что достаточно актуально в наши дни для крупных автомагистралей. Для получения оптимального по своим характеристикам дорожного бетона, рекомендуется придерживаться водоцементного отношения 0,5 для поверхностных слоёв, а также 0,6 для нижних и промежуточных вариантов. Если укладывается основание, то отношение воды и цемента не должно превышать 0,75. В ГОСТ 10268—80 установлены предельные диаметры частиц заполнителя. Для верхнего слоя они не должны превышать 20 мм, а нижнего — 40.

Очевидно, что лишь комплексный подход позволил производителям достичь высоких результатов. Сегодня и в России доступны дорожные бетоны

, которые используются для прокладки автомагистралей в странах ЕС.