Дорожный бетон: требования, состав, свойства, производство и укладка

Дорожный бетон служит для укладки полотна автомобильных дорог и аэродромных покрытий. Он выделяется в отдельную группу бетонов. При эксплуатации материал подвергается различным разрушающим факторам: действию большегрузов, резким перепадам температур, атмосферным осадкам.

Производство, контроль качества и свойства дорожного бетона регламентирует ГОСТ 26633-2012.

Требования ГОСТ

Перед использованием дорожного бетона необходимо соблюсти следующие требования, чтобы найти подходящую марку:

• Морозостойкость. Важный фактор для России, ведь во многих регионах температура зимой достигает отметок ниже -15°С, что может привести к изменению изначального состояния дорог. Чтобы этого не произошло, рассчитывается средняя температура самого сурового месяца, откуда уже следуют выводы, какой должна быть марка верхнего слоя бетона.
• Прочность на сжатие. Поскольку на дорожный бетон постоянно производится нагрузка, происходит изменение верхнего слоя дорожного покрытия. Чтобы последствия были минимальными, необходима марка бетона для основы не ниже М300 и М400 для верхнего слоя.
• Прочность на расширение при сгибе. Этот фактор нужно учесть в тех случаях, когда идет напряжение на горизонтальную поверхность. Используют марки М5-М50.
• Истирание. От прокатов по дорожно-транспортным путям слои покрытия могут истощаться. Норму этого показателя рассчитывают с помощью специальных приборов и сравнивают с показателями ГОСТ 13087-81.
• Стойкость к химическим средствам. В зимнее время года нередко бывает гололед. Для борьбы с ним применяют хлористые соли, от которых не должны пострадать дороги.

Выполнение работ

Более подробно разберемся, что собой представляет тот или иной строительный этап бетонирования автодорог.

Подготовка

Сложность представляют земляные работы, да и стоят они достаточно дорого. Их началу предшествует составление подробного проектного решения, выводы которого основаны на геологических исследованиях местности. Если есть такая возможность, то бетонирование дорог выполняют горизонтально, снимая небольшие холмы или закладывая в углубления уплотненную породу.

Если ведется строительство крупной автомобильной магистрали, то слой плодородной земли снимается в полном объеме, а для устройства бетонной дороги во дворе достаточно будет удалить от пятнадцати до двадцати сантиметров почвы.

Подготовленная основа уплотняется катками и вибрационными механизмами, отличающимися большим весом.

Данный этап считается ответственным моментом, так как от прочности основы зависит показатель жесткости и целостность дорожного покрытия, даже когда динамические нагрузки довольно интенсивны.

Во время выполнения земляных работ продумывается устройство дренажной системы, чтобы была возможность отвода грунтовой и дождевой влаги. С этой целью основу выводят в плоскости, уклонный угол которой составляет от двух до четырех градусов. По бокам дороги устанавливают желоба из бетона или устраивают откосы естественного типа, по склонам которых вода будет попадать в приемные колодцы либо уходить в грунт.

Подстилочный слой

Устраивается песчаная подушка, толщина которой равна двадцати – сорока сантиметрам. Этот элемент можно не делать, но он отлично защищает от поступающей из земли влаги, улучшает процесс дренажа. Подстилочная прослойка необходима, чтобы предотвращать размытия и вспучивания во время морозов, что приводит к образованию впадин и трещин в монолитном бетоне.

Больше всего проблем появляется на глиняных, торфяных и иных участках местности, способных удерживать в себе воду. В большинстве случаев такие слои частично удаляют, дно засыпают крупными камнями и гравием. Укатанный слой по высоте достигает тридцати сантиметров. От подобной подготовки будут зависеть расходы и время, необходимое для строительства.

Минимальное значение толщины основы зависит от вида грунта и климатических условий. Определяют ее по специальной таблице. Если слой выкладывается из различных материалов, то между ними расстилается геотекстиль.

Выравнивают слои в соответствии с запроектированными уклонами. Каменные засыпки укрепляются вяжущими материалами – цементом, гранулированным шлаком от металлургического производства, в который добавлена негашеная известь, золой теплоэлектростанций, молотым шлаком.

Опалубка

Для изготовления этой конструкции применяют доски, высота которых соответствует уровню заливки бетона для дороги. Как правило, равна она десяти – пятнадцати сантиметрам. Определяясь с ее размерами, необходимо учесть, что по краям бетона устраиваются ребра, улучшающие прочность. Толщина досок не должна быть менее 5-ти см. Каждый элемент конструкции должен покрываться специальным составом, который облегчит отсоединение от застывшего бетона.

К деревянным опалубочным щитам предъявляются требования по уровню прочности от распора их свежей бетонной массой и усилий, которые возникнут в результате трамбовки.

Если применяется тяжелая техника для строительства дорог из бетона, которой уплотняется бетон, то следует устанавливать опалубку, изготовленную из стального материала. Прослужит она значительно дольше. В основе каждого элемента заложена подошва, улучшающая устойчивость.

Опалубочные секции выставляются в одну линию, прочно фиксируются. Это особенно важно, если вибрирование бетонной массы выполняется тяжелыми механизмами. В местах, где уровень основания снижается, под опалубку льется тощий бетон, чтобы улучшить устойчивость.

Армирование

Если технологический процесс устройства бетонной дороги предполагает такой вид работ, то арматура должна представлять собой металлическую сетку, площадь ячеек в которой достигает 150 мм. кв. Такой выбор материала даст возможность избегать расширений и появления трещин в бетонной толще.

Укладка арматурной сетки выполняется в процессе заливки бетонной смеси на высоте в три – четыре сантиметра от нижнего уровня. Перед этим залитый бетон разравнивается, устилается каркасная сетка, при необходимости – фиксируется. Теперь можно продолжать работу.

Заливка

Подстилочная прослойка укрывается материалом, устойчивым к промоканию, гидроизоляцией, либо просто увлажняется. Дорожный бетон, соответствующий ГОСТу, выкладывается по толщине единым разом. Когда применяется армирование, то процесс выполняется этапами.

Бетон для дороги, марка которого отвечает всем требованиям, наносят быстро, так как он не отличается продолжительной жизнеспособностью. Добавлять воду в массу не рекомендуется, потому что ухудшатся механические свойства покрытия. Так как строительные объемы большие, к месту выполнения работ поставляют приготовленный в заводских условиях дорожный цемент. Смесь выгружают по одному кубометру и разравнивают, чтобы придать всему слою одинаковую плотность.

Оптимальный вариант укладки бетонного полотна – двумя или тремя слоями.

Уплотняется бетонная смесь специальными механизмами, представленными деревянными или металлическими брусами, на которые воздействую укрепленные на них пневмомолоты. Такое приспособление опускается в смесь, начинает перемещаться в ней. Обработав один участок, брус перемещают далее.

Если применяется армирование, то вибрационное устройство должно располагаться в пяти – семи сантиметрах выше верхнего края каркаса.

В специальной машине кроме вибрационного устройства имеется еще и разравнивающее приспособление, расположенное впереди.

Бетонный состав должен быть пластичным и достаточно подвижным, но не очень жидким, чтобы не мог оплывать, перетекая через опалубочные щиты. Все это негативно скажется на прочности покрытия.

Нарезка швов

Обязательное условие – устройство деформационных швов. Такой вид работы возможен при достижении бетоном определенного уровня прочности, составляющего 50 – 60 процентов. В таком виде полотно способно выдержать вес не только рабочего, но и специального инструмента для нарезки швов.

Таким образом компенсируется температурное расширение, которому в различной степени подвержен бетон. Сегменты дороги при сезонных изменениях не образуют трещин.

Распиловка выполняется расшивкой – специальным инструментом. Расстояния между швами определяются проектными расчетами. Как правило, для этого толщину монолитного покрытия умножают на тридцать.

Чтобы в такие швы не попадала влага, их заполняют мастикой.

Состав

В состав дорожного бетона входят следующие компоненты:

• вода (является реагентом);
• гидрофобный, пластифицированный портландцемент (вяжущее вещество);
• песок (мелкий наполнитель);
• базальтовый/известняковый гравий (крупный наполнитель).

К выбору щебня стоит подойти внимательно, ведь твердость данного компонента влияет на твердость всей смеси. Чем более гладкая поверхность требуется, тем более мелкой должна быть фракция.

За правильность состава отвечает ГОСТ 8424–72.

Виды. Классификация

Выбор вида бетона зависит от цели его применения, региона с определенной природной средой.

Применяют дорожный бетон в трех случаях:

1. Для однослойного покрытия / для верхнего слоя двухслойного покрытия. Выбирается самый прочный вид бетона, т. к. львиную долю всех нагрузок берет на себя верхняя часть. Необходимая минимальная марка по ГОСТу — М400.
2. Для создания нижнего слоя двухслойных дорог. Задача этого слоя бетона — создать прочную основу для верхнего слоя.
3. Основание для усиления покрытий и выравнивания. Требования, стандарты гораздо ниже, ведь на этот слой не будет воздействий сильных физических нагрузок.

Пропорции

Соотношение воды к цементу по цели использования – табл. 3.

Таблица 3 – Пропорции компонентов дорожного бетона

Не стоит забывать про морозы. В зависимости от температуры, рассчитывается определенное соотношение воды к цементу, которое варьируется в пределах 0,5-0,55.

Для создания дорожного бетона свойственно повышенное содержание цемента (не ниже М400) в примеси.

Оптимальная формула для бетона такова (в частях – 1:2:5):

• 1 часть цемента;
• 2 части песка;
• 5 частей крупного наполнителя.

Также важно знать, что, используя одну марку цемента, можно получить разный по прочности бетон, в зависимости от пропорций всех компонентов.

Примеры:

• Чтобы получить бетон М75, нужно смешать 170 кг цемента М400, 945 кг песка, 1053 кг щебня и 210 литров воды.
• А теперь из того же цемента М400 получим бетон другой марки – М250. Для этого нужно перемешать 332 кг цемента, 755 кг песка, 1080 кг щебня и 210 литров воды.

Укладка

Дозировка

Укладка дорожного бетона.
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.

Работа с участком

Для того, чтоб минимизировать влияние воды, участок под него поднимают, а также регулируют уклон.

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.

Технология производства

Из бетона создаются дорожные плиты по двум методикам: агрегатно-поточной, стендовой.

Агрегатно-поточный способ отличается быстротой производства плит, но при этом есть несколько разнотипных этапов. Каждый из них имеет свой интервал по времени, ведь для разного объема бетона нужно разное количество времени застывания. Форма плит при этом получается различной. Перемещение изделий осуществляется потоком по транспортным механизмам. Сушка происходит в отведенных для этого камерах. Чтобы объединить плиты, в формы с бетоном кладут горизонтальные петли.

Стендовый способ производства отличается способом перемещения плит. Если в агрегатно-поточном способе изделия перемещаются по специальным оборудованиям от одного этапа обработки к другому, то в стендовом перемещение минимизировано. Более того, само изделие остается в стенде неподвижным. Меняется лишь положение тематических агрегатов. Плиты в основном изготавливаются одного типа и размера. Изделие же располагается по-разному на стенде: вертикально, горизонтально, одиночно или по группам и т.д.

Следующим этапом является снятие плит специальными установками, цепляющими их за пазы. Далее дорожные товар кладут на тележки, везут на склады, где их стропуют.

Немаловажным этапом является проверка на прочность полученного изделия. После испытаний на продукте не должно остаться трещин. В ином случае товар является негодным к применению.

Все этапы должны соответствовать нормам ГОСТ, СНиП, ТУ.

Помимо дорожных плит, трасса заливается бетонным раствором, смешанном на заводе. Бетонная дорога имеет свое строение в виде 3 слоев:

1. Подстилающий.
2. Укрепляющий.
3. Дорожное полотно.

Все слои различны по плотности, соотношению компонентов и пр.

Преимущества и недостатки дорожных плит из бетона

На протяжении нескольких столетий бетон активно используется в большей части строительных работ. До сих пор не изобретено материала, который по совокупности характеристик был бы лучше. И, несмотря на то, что в дорожных работах чаще применяется асфальт, бетон тоже имеет целый ряд достоинств.

Преимущества бетонных плит

Долговечность

Бетон – это очень прочный материал, который практически не меняет свою структуру под воздействием различных нагрузок. Поэтому по такому покрытию может передвигаться и легковой транспорт, и тяжелая гусеничная техника, и даже самолеты.

Для сравнения, асфальт более склонен к деформативности, ползучести и колееобразованию. Например, при слишком низких температурах полотно может покрыться трещинами. В жаркую летнюю погоду асфальт способен плавиться и продавливаться под весом автомобилей.

Срок службы асфальтированной дороги не превышает 20-25 лет. Бетон же сохраняет свои характеристики куда дольше. В наши дни можно встретить дороги из бетонных плит, построенные еще в 70-80-е годы прошлого века. Они до сих пор находятся в нормальном состоянии и активно используются.

Простая технология укладки

Бетонные плиты укладываются на уплотненный грунт с песчаной подушкой. Для создания такого покрытия не требуется сложная техника – достаточно обычного автокрана и грейдера. Сразу после укладки дорога готова к эксплуатации.

А вот с асфальтом, например, все гораздо сложнее. Во-первых, здесь требуется устройство многоуровневой основы, состоящей из песка, щебня, геосетки и нескольких слоев асфальтобетона. Во-вторых, нужно много техники, в числе которой экскаваторы , бульдозеры, грунторезы, асфальтоукладчики, катки или виброплиты.

Возможность устройства покрытий в любых условиях

Свежий асфальт, начинает твердеть сразу после приготовления смеси. На укладку остается совсем немного времени. Поэтому для строительства асфальтированных дорог необходимо, чтобы поблизости был асфальтобетонный завод, с которого будет поступать сырье. Нужно также правильно рассчитать график поставок – чтобы каждая партия укладывалась сразу после подвоза на объект. Кроме того, в зимний период такие работы вообще не производят.

Что же касается бетона, то он тоже имеет свойство быстро схватываться. Однако плиты производятся на заводах и поступают на объект уже в готовом виде. Их остается лишь уложить. Делать это можно в любую погоду. При этом вовсе не обязательно, чтобы предприятие, производящее плиты, находилось рядом со строящейся дорогой. Поэтому покрытия из бетонных плит можно встретить даже в самых отдаленных уголках нашей страны.

Относительно низкая стоимость

В среднем, цена дорожной плиты начинается от 10 000 рублей за штуку. Это примерно 4,5 квадратных метра покрытия. Аналогичный объем асфальта можно купить и дешевле. Но не стоит забывать о том, что для укладки асфальтобетонной дороги применяется более сложная технология и требуется больше техники. Поэтому в конечном итоге бетонные плиты обходятся дешевле.

Возможность повторного использования

Из бетонных плит часто возводят временные дороги и проезды. В дальнейшем такие покрытия можно достаточно легко демонтировать, а сами плиты будут пригодны для использования в других целях.

Асфальт, кстати, тоже применяется повторно. Например, во время ремонта дорог снимается верхний слой полотна , называемый срезкой асфальта. Такой материал может использоваться для заделывания мелких выбоин, а также для устройства различных площадок и парковок на садовых участках. Тем не менее, по прочности б/у асфальт никак не сравнится с бетонными плитами.

Недостатки бетонных плит

Невозможность создания монолитного покрытия

Как бы плотно не были уложены бетонные плиты, между ними все равно будут оставаться полости. Такие «швы» повышают шумность дороги, когда по ним проезжает транспорт. Кроме того, в щелях между плитами прорастает трава, от чего портится внешний вид покрытия.

Этого можно избежать, если покрыть стыки бетонной смесью. Правда, стоит уточнить, что со временем эти стыки растрескаются из-за «гуляния» плит. С другой стороны, если речь идет о временных дорогах или промышленных площадках, то там наличие щелей вообще не является проблемой.

Более сложный ремонт

Чтобы отремонтировать поврежденный участок асфальта, достаточно снять верхний слой покрытия по периметру выбоины, а затем уложить туда новый асфальт. С бетоном гораздо труднее: если он дал трещины, то в большинстве случаев приходится менять плиту целиком. А это дороже, чем ямочный ремонт. Но заметим, что бетонные покрытия служат гораздо дольше – до 50 лет и более.

Собственное производство бетона и своя лаборатория, а также большой парк техники гарантируют высокое качество продукции и точные сроки поставки

Бетон — производство и доставка

Автобетононасосы — аренда

Подробнее о нас читайте здесь

7 904 179–31–56

Валентин Юрьевич Швец

Директор «БетонСтрой»

Области и особенности применения

Дорожный бетон применяется при строительстве автомагистралей, дорог в городах, дорожного покрытия для авиатранспорта, всевозможных пешеходных путей, тротуаров, гидротехнических и мостовых сооружений, цокольных этажей массивных зданий, метро, дамб.

Необходимо помнить, что подбирать бетон по плотности следует, исходя из индивидуальных показателей местности по вышеперечисленным критериям. Срок службы правильно подобранного бетона будет больше, нежели от того, который был выбран наугад.

Источники информации:

1. [url] ГОСТ 8424–72
2. [url] ГОСТ 13087-81

Требования, предъявляемые к дорожному бетону

Часто дорожное покрытие находится в экстремальных условиях эксплуатации, поэтому к дорожному бетону предъявляются особые требования:

• Прочность на сжатие при растяжении и изгибе. По автомагистралям постоянно передвигаются фуры и грузовые машины, дорожное покрытие не должно разрушаться под их массой.
• Истираемость. При непрерывном потоке автомобилей покрытие дороги постепенно теряет свою толщину. Истираемость сильно влияет на срок службы дорожного полотна: чем она выше, тем менее долговечным будет покрытие.
• Водостойкость. Прочность бетона может падать из-за эффекта Ребиндера. Вода проникает даже в небольшие микротрещины, при замерзании она расширяется, увеличивая тем самым трещины.
• Высокая морозостойкость. Зимой почти на всей территории России температуры отрицательные, однако дорожное покрытие не должно таять вместе со снегом.
• Устойчивость к агрессивным химическим средам. Дороги во время гололеда посыпают реагентами, поэтому покрытия не должны разрушаться под их воздействием.