Бетонирование дорог технология. Из бетона дорого, но долговечно! Дренаж и утрамбовка грунта

Сеть дорог в сельской местности состоим в основном из соединительных, проселочных и лесных дорог. Особенностью сельских дорог является то, что они в общем предназначены только для сельскохозяйственного транспорта, а также могут использоваться для скотопрогона, велосипедных и пеших прогулок.

Соединительные дороги делают доступным подъезд к сельскохозяйственным и лесохозяйственным объектам, фермерским усадьбам или небольшим деревням и соединяют их с основной сетью автомобильных дорого и соседними населенными пунктами.
. проселочные дороги ведут к возделанным полям и пастбищам и служат для управления сельскохозяйственными угодьями. Если проселочные дороги в соответствии с ежегодной интенсивностью движения имеют укрепленное дорожное покрытие, то они являются внутрихозяйственными дорогами. Грунтовые проселочные дороги называются «зелеными дорогами».

При укреплении дорог в сельской местности бетон играет важную роль уже несколько десятилетий, он показал себя на практике как прочный вид дорожного покрытия. В качестве доказательства служат бетонные дороги, уложенные более 60 лет назад, которые и по сей день используются и не требуют проведения восстановительных работ. Бетон является также ведущим в разработках способов строительства дорожного покрытия из экологически безвредных материалов. Преимущества дорог с бетонным покрытием:
. Бетонные покрытия имеют высокую несущую способность и распределяют осевую нагрузку на большую земельную
площадь. За счет этого почвенный грунт несет лишь незначительную нагрузку.
Это является преимуществом для грунта с низкой несущей способностью или для связного грунта.
. Бетонные покрытия устойчивы к загрязнению, механическим воздействиям, а также к воде и низким температурам. На краях проезжей части не появится повреждений от пахотных плугов или почвообрабатывающих орудий.
. Бетонные покрытия легко содержать в чистоте, кроме того, они самоочищаются при сильных дождях. Поверхностная вода хорошо стекает с поверхности.
. На дороге не возникают колейных следов или продавливания грунтового основания.
. Бетонные покрытия имеют очень большой срок службы.
. Практически не возникают расходы на техническое обслуживание и ремонтные работы
. Разбитые бетонные покрытия могут использоваться и дальше без проблем. Предварительно обработанный старый бетон можно раздробить и использовать для заполнителя бетонной смеси.

Тендер

Для планирования, определения размеров, объявления тендера и возведения сельских дорог обязательными действующими нормативами являются «Директивы по строительству сельских дорог» (RLW) и «Дополнительные технические договорные условия и Директивы по возведению дорожного покрытия для сельских дорог» (ZTV LW).
Ширина проезжей части дорог в сельской местности зависит от ее назначения и пропускной способности. Возведение дорог с двумя полосами необходимо только для путей сообщения со встречным движением.

Дороги с двумя полосам должны иметь укрепленную проезжую часть шириной минимум 4,75 м и ширину насыпи минимум 6,25 м. Однополосные пути сообщения должны иметь ширину проезжей части от 3,0 м, при более высокой интенсивности движения - 3,5 м, при этом ширина насыпи должна быть 5,5 м. Обочины дорог следует планировать таким образом, чтобы предусмотренное встречное движение было возможным при скорости до 50 км/ч (рис.2).

В основном, для хозяйственных дорог в сельской местности будет достаточным конструкция однополосной укрепленной проезжей части, так как на дороге к полю едва ли можно рассчитывать на встречное движение транспорта или обгон. При использовании бетонного покрытия ширина проезжей части составляет, как правило, 3,0 м, неукрепленные обочины имеют ширину 0,50 м, так что ширина насыпи получается минимум 4,0 м (рис.3). Обочины дорог следует всегда расширять в том случае, если планируется установка защитных ограждений (например, средства обеспечения пассивной безопасности), если дороги проходят вдоль водоемов глубиной более 1 м или находятся на дамбах высотой более 2 м. Разные варианты формирования обочин дороги с бетонными покрытиями показаны на рисунке 4.
В зависимости от рельефа местности (топография) отвод воды происходит посредством систем поверхностного водоотвода в кюветы, котлованы или дренажные канавы. В качестве подземной дренажной системы при водонепроницаемом грунте рекомендуется укладка водопроницаемого слоя, при наличии напорных вод, стекающих по склону и при продольном уклоне дороги - поперечная укладка фильтрующих слоев. Фильтрующие слои в продольном направлении могут использоваться в том случае, если наличие кюветов вдоль дороги является нежелательным.

Особым случаем является устройство дорог на участках для виноградных насаждений, ширина насыпи таких дорог должна составлять по возможности 4,50 - 5,50 м, что необходимо для обеспечения достаточного места для стоянки уборочных тележек и орудий для проведения работы в виноградниках. Дороги возводятся с двухполосной проезжей частью шириной до 4,75 м или с однополосной проезжей частью, но с расширенными обочинами. На холмистой или горной местности особенно тщательно должны быть запланированы системы отвода воды. Надежными показали себя выполненные из бетона лотки угловой клиновидной формы, вытянутые по краям или забетонированные, а также проходящий в центре водосток.

Стандартное исполнение

Относительно пользования дорогами в сельской местности предполагается, что движение транспорта с высокой осевой нагрузкой осуществляется не круглый год. Исходя из этого условия, при строительстве сельских дорог можно не укладывать морозозащитные слои основания. Тем самым достигается некоторая экономия средств. В Директиве RLW в зависимости от интенсивности движения, назначения дорог, основной осевой нагрузки и коэффициента сложности различают три различных класса нагрузки («низкая», «средняя», «высокая»), для каждого из которого указывается соответствующая структура слоев грунта для стандартного способа строительства дороги в сельской местности.

Примечания к классификации, данной в сводной таблице:
- При достаточной несущей способности грунта (модуль деформации EV2 > 80 МН/м) можно не укладывать указанные в таблице несущие слои. Но тогда должен быть уложен подготовительный/выравнивающий слой из смеси минеральных веществ в частности на почвенный грунт с классом морозостойкости F2 и F3.
- При «низкой нагрузке» в Директиве даются рекомендации к использованию способов возведения дорожного покрытия без связующих веществ с целью защиты экологии.
- Несмотря на это также и при незначительной нагрузке может быть рациональным или необходимым использование гидравлических связующих веществ в укрепление проезжей части дороги. Рекомендуемая последовательность расположения слоев грунта основывается на опыте консультативной группы по вопросам строительства.
- При укладке бетонной брусчатки без соединения на дорогах с любой нагрузкой будет достаточно использовать камень толщиной 8 см. Указанные в таблице камни толщиной от 9 см относятся к брусчатке без соединения.
- Указанная толщина плиты 15 см для вида дорожного покрытия, где бетонные плиты укладываются по краям проезжей части, относится к бетонным плитам длиной > 1,0 м. Более короткие плиты могут иметь меньшую толщину.
- Данные для гидравлически связанных верхних слоев и для несущих верхних слоев дорожных покрытий (HGD и HGTD) опираются на многолетний опыт использования данных видов покрытия во многих федеральных землях.
Для соединительных дорог с большой интенсивностью движения требуется особое проектирование. Здесь уже не работают временные ограничения для проезда транспорта с высокой осевой нагрузкой. Следовательно, нужен такой же подход как к обычным дорогам, которые проектируются и строятся с последовательностью расположения слоев в соответствии с Директивой по стандартизации верхнего строения поверхности автомобильных дорог, улиц и участков для автотранспорта (RStO), строительным классом VI, классом морозостойкости (рис.6).

Бетонные покрытия

Бетонные покрытия, используемые уже на протяжении лет в строительстве сельских дорог, относятся к стандартному способу строительства дорожного покрытия. Они могут выдерживать все возникающие нагрузки от сельскохозяйственного транспорта. Бетонные покрытия устойчивы к деформации, обладают способностью распределять нагрузку, выдерживают воздействие высоких и низких температур. Бетонные покрытия служат одновременно верхним и несущим слоем, то есть они выполняют функцию верхнего слоя, а также полностью или частично функцию несущего слоя. При естественном грунтовом основании достаточно в качестве основы для бетонного покрытия уложить подготовительный слой из морозостойкого материала толщиной до 10 см. При сложно проектируемом грунтовом основании рекомендуется укладка выравнивающего слоя, толщина которого в зависимости от максимального размера зерна должна составлять 12 см (0 32 мм) и 20 см (0 63 мм). Толщина бетонного покрытия в зависимости от несущей способности грунта и ожидаемой нагрузки колеблется между 12 и 16 см.

Состав бетона должен определяться на основе испытания на определение пригодности с целью проверки выполнения предъявляемых к бетону требований. Как правило, используется бетон с заполнителем гранулометрического состава 0/32 и классом прочности В 25 и группой бетона I.
Гранулометрический состав заполнителей должен постоянно находиться в пределах графика кривой гранулометрического состава А/В в соответствии с DIN 1045, рисунок 3. Доля фракции меньше 4 мм должна быть ограничена, так чтобы она не превышала 40 % по весу. Общее содержание мелкодисперсной фракции (цемент + доля фракции 0 - 0,125 мм заполнителя + при необходимости добавка) и мелкого песка (доля фракции меньше 0,25 мм заполнителя) не может быть больше 450 кг/м 3 .

Бетон производится на заводе товарной бетонной смеси или в бетонорастворной смесительной установке для обслуживания стройплощадок. Продолжительность смешивания должна составлять минимум 45 секунд. Время для транспортировки должно быть рассчитано с учетом времени, которое необходимо для переработки смеси на стройплощадке. Бетон должен быть использован самое позднее через 90 минут после замеса. Если консистенция бетона густая (KS), то время сокращается на 45 минут.

Для укладки бетона используются бетоноукладчики со скользящими формами (рис.7). Их средняя суточная производительность составляет 500 м дорожного покрытия. Условием для этого являются в любом случае устойчивая рабочая поверхность для бетоноукладчика и бесперебойная доставка бетонной смеси.
Во избежание возникновения нестандартных трещин поперек направления движения транспорта каждые через 4 м нарезаются ложные швы. Нарезание ложных швов может проводиться только на верхней стороне покрытия и должно выполняться таким образом, чтобы ложные швы были эффективными, итак в бетонной плите под надрезом появляется трещина. Чтобы этого добиться глубина надреза должна составлять минимум 25% от толщины покрытия, максимум 30%. Шовные пазы должны нарезаться в затвердевающем бетоне как можно раньше. Вырезанные канавки остаются, как правило, без заполнения швов. Шовные пазы могут быть выполнены также при помощи вибрационного уплотнения. В данном случае, при помощи вибрации в свежий бетон укладываются прокладки шва (например, шнур из жесткого волокна 50 х 40 мм, двойная полоса пленки 0,25 мм, профильные элементы из пластмассы).
Нет дальнейшей необходимости в выполнении деформационных швов (сквозное разрезание бетона с остаточной прокладкой), исключением являются подземные сооружения, а также ответвления дороги и перекрестки.

Деформационные швы сохраняют оставшиеся вкладки (доски из мягкой породы древесины толщиной 13 мм), которые стоят вертикально по отношению к опоре и заподлицо закрыты опорой и поверхностью покрытия. Во время бетонирования они должны быть защищены от опрокидывания и сдвигов, например, посредством каркасов из стальной сетки или посредством крепления стальными колышками.
Поверхность покрытия должна быть ровной, однородной, закрытой и нескользкой (шероховатой). Обычно шероховатость придается еще не затвердевшей поверхности бетона с помощью щетки. В том случае, если края дорожного покрытия не получают требуемую форму после скользящей опалубки, то открытые края после укладки закругляются соответствующей кельмой. После возведения дорожного покрытия из бетона необходимо обеспечить защиту от высыхания и внешнего воздействия температурных колебаний минимум в течение 3 дней. Распространенным способ является опрыскивание жидким средством по уходу за бетоном в соответствии с TL-NBM- StB, а также накрывание бетона пленкой или влажным покрытием.

Лучшим способом является постоянное увлажнение поверхности бетона посредством опрыскивания водой. В разгар лета рекомендуется в особо жаркие дни защищать бетон от сильного нагрева специальными средствами по уходу за бетоном с повышенным коэффициентом яркости (уровень белого), увлажненными тканевыми покрытиями или отражающей пленкой. При необходимости должны проводиться мероприятия по теплоизоляции для защиты бетона от быстрого охлаждения. Пленки или влажные покрытия защищают несхватившееся бетонное покрытие также от вымывания ливнями.
Открытие движения может быть только после окончательного затвердевания бетона. Это произойдет после того, как бетон достигнет 70 % от необходимого показателя предела прочности при сжатии. При температуре воздуха +5°С данное требование будет выполнено где-то через 7 дней. Рекомендуется до открытия движения перегораживать дороги действенным ограждением, например, вырытым грунтом. При продольном уклоне от 10% шероховатость поверхности покрытия может быть улучшена за счет рифления бетонной поверхности поперек направления дороги.

Бетон с добавлением разжижителя

Если при строительстве дорог в сельской местности нет возможности и целесообразности использовать бетоноукладчик со скользящими формами, то тогда в ход идет бетон с добавлением разжижителя, который находит применение, например, при застройке маленьких участков, отдельных пролетов или укладке бетонных плит с нестандартными размерами. При уклоне дороги больше 5% бетон с добавлением разжижителя уже не может использоваться.
При укладке бетона с добавленным разжижителем в любом случае должна быть подготовлена неподвижная боковая опалубка. Бетон уплотняется, как правило, вибробрусом с ручным или машинным управлением. Пластичная консистенция бетонной смеси (стандартная консистенция KR, растекаемость бетонной смеси 42 - 48 см) достигается за счет добавки разжижителя (FM) или пластификатора бетона (BV). За счет добавки к бетонной смеси разжижителя растекаемость бетона увеличивается минимум на 10 см. Важно учитывать тот момент, что разжижитель добавляется уже только на стройплощадке в автобетоносмеситель, поскольку разжижающее действие через 30 - 60 минут после добавки разжижающего средства значительно снижается.
Бетон должен быть переработан через 30 минут после добавки разжижителя. Более подробные рекомендации по составу и обработке бетона с добавлением разжижителя содержатся в нормативных документах ZTV LW, ZTV Beton-StB.

Прокатный бетон

Прокатный бетон с успехом используется уже на протяжении нескольких лет, но в строительстве дорог он еще не достаточно внедрен. При строительстве дорог с использованием прокатного бетона землистовлажный бетон укладывается обычной дорожной бетоноотделочной машиной, а затем уплотняется вальцами. Рекомендации по проектированию, объявлению тендера и выполнению работ можно найти в «Спецификации для строительства несущих дорожных покрытий и несущих верхних слоев покрытия с использованием прокатного бетона для поверхностей автомобильных дорог, улиц и участков для автотранспорта ».
То, что дорога с дорожным покрытием из прокатного бетона сразу может быть открыта для движения, является большим преимуществом для фермера. Из новых федеральных земель поступает информация о дорогах из прокатного бетона, которые за счет добавки в бетон «рубленной ткани» имеют расстояние между ложными швами больше 10 м. Прокатный бетон дает возможность для укрепления дорог с сильным поперечным и продольным уклоном. Экономия затрат при возведении дорожного покрытия из прокатного бетона известными способами посредством обычной техники по укладке бетона и с нарезкой ложных швов на большом расстоянии составляет до 30% по сравнению с традиционным бетонным покрытием.

Строительство дорог, близких к природным условиям

При строительстве дорог в сельской местности, приближенных к природным условиям, бетон как строительный материал является отличным решением. С его помощью можно либо сократить площадь дорожного покрытия за счет
. укрепления только полос движения (колейные дороги)
. увеличения количества швов в дорожном покрытии проезжей части (клинкерная тротуарная плитка из бетона)
. использования клинкерной тротуарной плитки с полыми камерами

или улучшить влагозадержание на поверхности проезжей части за счет дорожных покрытий с наличием пустот (гидравлически связанные верхние и несущие слои дорожного покрытия, дренажный бетон).

В частности колейные дороги благодаря частичному дорожному покрытию выполняют основные требования, предъявляемые к экологическим дорогам. Их преимущества:
. уменьшение площади уплотненного покрытия дороги на 40 %,
. сокращение барьерного эффекта для насекомых и мелких млекопитающих,
. просачивание поверхностной воды на месте,
. создание новых жизненных пространств для мелких животных и растений,
. вытеснение нежелательного транспорта.
Чтобы удовлетворить требованиям современного сельского и лесного хозяйства колеи дорог должны быть прочными и надежно укрепленными по всей ширине. Исходя из этого возрастают требования к используемому строительному материалу.
Колейные дороги из монолитного бетона
Колейные дороги из монолитного бетона не являются новым открытием. Уже в 1953 в Гессене строились колейные дороги в большом объеме. В любом случае, тогда еще не думали о природе, причина в выборе данного способа строительства заключалась в нехватке цемента в послевоенное время.
Но уже тогда было понятно, что бетон является идеальным строительным материалом для колейных дорог.

Благодаря своим высоким прочностным характеристикам бетон при любой температуре выдерживает нагрузки на узкой полосе при движении транспорта по колее (нет следов вдавливания, нет сломов по краям колеи) и практически нет необходимости в техническом обслуживании В Северной Германии уже на протяжении десятилетий строятся колейные дороги из бетона - в Шлезвиг-Хольштайне с середины 70-х до середины 80-х было построено более 2.000 км. Но и в южной части Германии и в новых федеральных землях строительство колейных дорог также являются очень распространенными. Стандартный профиль представлен на рис. 12:
. ширина полос движения и разделительной полосы 80 см/90см/80см (могут быть отклонения, например, в местах возведения винограда или в областях разведения сахарной свеклы),
. толщина полосы движения до 16 см, класс прочности бетона В 24, неармированный
. сплошной несущий слой по всей ширине в зависимости от несущей способности грунта в основании толщиной 15 - 25 см,
. отведение воды за счет поперечного уклона,
. укрепленные обочины для возможного встречного движения.
Бетонное покрытие колеи в зависимости от несущей способности грунтового основания каждые 2,50 - 3,50 м имеют ложные швы поперек направлению движения. Формирование ложных швов осуществляется путем надрезания затвердевающего бетона или в свежеуложенный бетон путем вибрации уплотняется пластмассовая прокладка, двойная пленка или деревянный брус.
Разделительная полоса и обочины дорог заполняются, например, обогащенным песком, но в то же время устойчивым слоем
из гравийной смеси, далее покрываются растительным грунтом, а для естественного озеленения используется местная растительность. Посев ускоряет процесс озеленения. Особенно часто он находит применение на участках с уклоном, поскольку позволяет повысить устойчивость грунта к эрозии.

Колейные дороги из бетонных колейных плит, бетонной тротуарной плитки или газонной плитки

В строительстве колейных дорог кроме монолитного бетона используются также бетонные плиты, бетонная тротуарная плитка и газонная плитка. Данные колейные дороги
. имеют преимущества за счет заводского предварительного изготовления,
. могут укладываться независимо от погодных условий
. сразу после укладки могут быть открыты для движения,
. при повреждении легко могут быть восстановлены,
. используются также на участках с уклоном (до 20%),
. могут изготавливаться в любых формах, цветах и поверхностных структурах. Колейные плиты производят длиной от 0,35 м до 1,0 м, толщиной до 15 см, неармированными и в большинстве Используется также колейные плиты с пустотами или выступами, между которыми могут дополнительно прорастать зеленые насаждения. Интереса заслуживают также колейные плиты с горизонтальным скреплением скоб в направлении движения. Они могут укладываться в песчаное основание прямо на грунт земляного полотна тем самым без подготовки основания и несущего слоя. Их экологическое преимущество заключается в том, что такие плиты не нарушают строения почвы и не наносят ущерба произрастающей в данной местности растительности. При строительстве колейных дорог с бетонной тротуарной плиткой используются только плитки, которые благодаря своему формообразованию позволяют соединять плитки между собой (клинкерная брусчатка). Для изготовления правильного по форме, закрытого и стабильного края колеи (полосы движения) необходимо использовать бордюрные камни особой формы. Бетонная тротуарная плитка должна соответствовать стандарту DIN 18501. Обычно используются плитки толщиной 8 см.

Газонная плитка из бетона за счет полых камер способствует интенсивному озеленению дорог или при заполнении камер
мелким щебнем хорошей водопроницаемости. Газонная плитка также должна соответствовать предъявляемым требованиям к качеству и условиям испытаний (DIN 18501). Минимальная толщина газонной плитки составляет 10 см. Их нагрузочная способность зависит от толщины вертикальной стенки плитки. Правда велосипедисты и пешеходы не в восторге от колейных дорог, выложенных газонной плиткой. Выход из положения можно найти за счет комбинации газонной плитки с полнотелой плиткой (бетонная брусчатка) на разделительной полосе.

Производственная себестоимость/Экономичность

Сравнительный анализ издержек на строительство сельских дорог показывает, что асфальтированные дороги в настоящее время можно строить с меньшими затратами, чем бетонные дороги. Далее следует отметить, что высоко оцененные с точки зрения экологии колейные дороги не всегда обходятся дешевле, чем дороги с дорожным покрытием по всей ширине. В таблице 2 указываются ориентировочные данные. Региональное влияние, например, месторождение сырья, расположение смесительных устройств, конкурентная ситуация на рынке могут привести к отклонениям в данных.
При размещении заказа решающим фактором являются исключительно производственные издержки, хотя они не являются показателем экономичности дороги. Это объясняется тем, что одни (федеративное государство, федеральные земли) несут производственные издержки по строительству дорог, а другие (местные органы власти, фермеры) несут расходы на содержание дорог и на их техническое обслуживание и ремонтные работы. Естественно здесь будут возникать конфликт интересов, который в большинстве случаев решается за счет строительства более дорогих по себестоимости дорог, хотя по критериям экономичности решение должно было быть другим. При общей сравнительной оценке способов строительства следует учитывать производственные издержки, срок службы, расходы на техническое обслуживание и ремонтные работы, эксплуатационные свойства и экологический аспект. Только сумма этих составляющих определяет экономичность дороги, которая должна быть решающим фактором при выборе способа строительства.

Актуальный к современным условиям способ оценки расходов по опыту Южной Германии явно подтверждает экономические преимущества строительства бетонных дорог через 15 лет эксплуатации сельской дороги (таблица 3). В основании полученных данных лежит многолетний опыт наблюдения, так асфальтированные дороги через 15 лет службы требуют замены дорожного покрытие, в то время как бетонное покрытие и после 50 лет эксплуатации выполняют свои функции без особого содержания. Данные расчеты подтверждаются также Директивами Федерального министерства путей сообщения по оценке срока службы дорог, их реконструкции и восстановлению.

Таблица 2: Производственные издержки при строительстве сельских дорог в *) соответствии с RLW за 1 км в немецких марках

Таблица 3: Сопоставление издержек на строительство сельских дорог в соответствии с RLW из асфальта и бетона

Согласно директивам министерства путей сообщения предполагаемый теоретический срок службы для асфальтированных дорог составляет 25 лет, а ежегодные расходы на обслуживание составляют 2 %. Для бетонных дорог срок службы составляет 40 лет, расходы на техническое обслуживание - 1%!

В предыдущей заметке я уже рассказал в общих чертах о строительстве дорожной системы в США, сегодня мы более детально рассмотрим процесс укладки бетонного покрытия двухполосной дороги, рассчитанной на высокий поток грузовых машин.

Высокие осевые нагрузки и большая интенсивность движения, вынудили инженеров искать альтернативные асфальту покрытия. Бетон является наиболее рациональным материалом для строительства дорог, т.к. способен выдерживать большие осевые нагрузки, имеет больший запас прочности, устойчив к колейной деформации и невосприимчив к температурному режиму окружающей среды. Из ведущих минусов бетонного покрытия – более продолжительный срок укладки дорожного полотна и более сложный процесс ремонта. Цена бетонного дорожного полотна не отличается значительно от асфальтового покрытия (при условии капитального строительства дороги).

Итак, наша задача: построить двухполосную дорогу со всеми инженерными сооружениями и коммуникациями, шириной 8.5 метров, под углом по поперечному сечению 2%, протяженностью 1 586 метров, оставаясь в рамках бюджета, который составляет $4.4 млн.

1. Прежде, чем рассказать о процессе укладки бетона, я сделаю отступление, и коротко расскажу о коммуникациях, т.к. многим это интересно.
Первым делом строители прокладывают коммуникации и строятся инженерные сооружения. Все коммуникации укладываются параллельно дорожному полотну. Дорога не имеет никаких пересечений и укладывается на незастроенном участке земли, поэтому бурение под существующими дорогами или коммуникациями для прокладки наших коммуникаций не требовалось. Все было уложено открытым способом при помощи открытых траншей и лопаты.

2. В данном случае необходимо проложить три вида коммуникаций:
А. Линию дождевой канализации. Канализация будет уложена под углом 0.33%, с отступом 3 метра от края дороги. Диаметр полимерной трубы SDR26 составляет 20 см. В связи с тем, что канализация будет изолированной с прямым стоком в коллектор, а полотно дороги так же будет иметь прямой сток в искусственное озеро через дренажные канавы, увеличение диаметра трубы не требуется.
Б. Пожарную линию с пресной водой под давлением. Линия укладывается с отступом 6 метров. Трубы укладываются горизонтально, на глубине 3.5 метра (т.к. линия будет с постоянным давлением, то наклон не требуется). В качестве трубы используется C-900 Polyvinyl Chloride Pipe, диаметром 30 см, с максимальным давлением до 1137 кПа (165 psi). Постоянное давление в пожарной линии будет составлять 241 кПа (35 psi).
В. Кабельный канал диаметром 10 см (полимерная труба) для последующей укладки кабеля фонарного освещения.

3. После прокладки коммуникаций строители готовят дренажные канавы V-образного сечения, с каждой стороны дорожного полотна. Ширина канав составляет 12 метров, продольный угол дна траншеи – 3%, крутизна откосов 3:1. Глубина канавы составляет 3 метра.

4. Ну а после этого начинается подготовка к укладке бетонного полотна. В данном случае заменять грунт не требовалось, т.к. находящийся на месте строительства грунт способен выдерживать нагрузки до 1 800 кПа (260 psi).

5. После того, как верхний слой плодородной земли убран, дорожное полотно выравнивается по уровню пролегания будущей дороги при помощи грейдеров. Ширина дороги составляет 8.5 метров, а основание дорожного полотна составляет 9.75 м. т.е. все подготовительные работы грунта проводятся на ширине полотна равного 9.75 м. Первым делом естественный грунт стабилизируется. Машина для переработки и восстановления грунта (на фотографии ниже) срезает 20 см верхнего слоя почвы, после чего в грунт добавляется смесь извести и цемента в пропорции 4%-6%. Все это называется LCSS (Lime-Cement Stabilized Subgrade). Делается это для того, чтобы удержать постоянной процент влаги в почве и не дать почве изменять объем. Такая мера предотвращает появление трещин на полотне дороги из-за осадков. Затем по полотну дороги проходит каток-виброуплотнитель грунта. Процент добавки цемента и известкового раствора определяется в лаборатории в процессе дизайна будущей дороги.

6. Затем на утрамбованный слой известковой почвы укладывается слой смеси мелкого песка с цементом и водой, толщиной 15 см. Этот слой так же утрамбовывается виброкатком. Такая смесь твердеет, формируя твердое покрытие с высокой плотностью. В отличии от традиционных способов подготовки грунта (насыпи песка и щебня) такой способ значительно снижает толщину необходимой насыпи, он невосприимчив к изменению процента влаги, а так же способен выдерживать намного большие нагрузки с минимальной деформацией. Этот слой называется CTB (Cement Treated Base).

7. Теперь строители приступают к укладке асфальтобетонного выравнивающего полотна, толщиной 3 см. Многие считают, что асфальт укладывается как мембрана, задерживающая влагу. В различных источниках можно встретить данное объяснение, в том числе, и в моей предыдущей заметке. На самом деле, это частичная правда, точнее половина задачи которая ставится перед асфальтом и которая оглашается для всех интересующихся. Вторая половина проблемы, которую решает асфальт не имеет к влажности никакого отношения. Асфальт укладывают как «простыню» для бетона. Задача асфальта снизить нагрузки, которые испытывает бетонное полотно в момент набора прочности, а так же из-за погодных условий (расширения и сжатия в течении жизни полотна).

8. Проще говоря, бетону намного легче ерзать по асфальту в моменты температурного расширения или сжатия, чем по геотекстилю и почве, что в свою очередь предохраняет бетон от появления погодных трещин на поверхности дороги, т.е. удлиняет жизнь дорожного полотна. И именно эта причина отмечена в книгах по эксплуатации бетонных покрытий Департамента транспорта, к слову заметить, эта причина так же отмечена в СНиПе Минтрансстроя (ВСН 139-80). Помимо этого, естественно, используются швы расширения, и искусственные надрезы в теле бетона. Этот слой называется HMAC (Hot Mix Asphalt Concrete). Весь этот сэндвич на практике выглядит вот так.

9. В теории, по асфальту, из-за тонкости слоя, запрещено передвигаться на тяжелой технике. Связано это с тем, что покрытие должно быть гладким, без трещин и разрывов, которые могут случиться при поворотах малого радиуса или маневрах груженной техники. На практике, инженеры проверяют качество подушки и загоняют всю тяжелую технику на покрытие. Если где-то пойдут трещины или провалы - участок будет срочно переделываться. Лучше переделать сейчас, чем позднее ломать бетонное покрытие и ремонтировать подушку. Сам по себе асфальтобетон без проблем переносит нагрузки тяжелой техники. Как ни крути, гарантийный срок службы дороги - 15 лет, и все ремонтные работы по гарантии подрядчик будет выполнять за свой счет. Миксеры, а ну брысь на асфальт!

10. Теперь предстоит подготовить арматуру. Арматуру можно уложить двумя способами:
А. Использовать индивидуальные прутья арматуры, которые будут перевязаны между собой при помощи стальной проволоки.
Б. Использовать сварную решетку.
В данном случае используется первый вариант. За мою практику (правда дорогами я занимаюсь крайне редко) я никогда не видел кого-либо, кто бы использовал сварную решетку (мосты не в счет).

11. В качестве арматуры используется арматура No. 4 (диаметр 12.7 мм), с шагом 30 см в поперечном сечении, и 60 см в продольном сечении. Арматура укладывается на глубине 15.5 см (1/2 от толщины заливаемого бетона). Придумать что-то новое в дизайне арматуры дорог не получится, т.к. коды укладки арматуры продиктованы департаментом транспорта штата Техас. Инженеру лишь нужно разобраться с размерами дороги, далее все расчеты идут по таблицам.
Плиты бетона соединяются между собой стальными штырями с дополнительным армированием. Делается это для исключения образования ступенек и частично для передачи нагрузки с одной плиты на другую при пересечении машиной шва.

12. Поперечные швы расширения укладываются каждые 12 метров, с последующим надрезом верхней стороны бетона через каждые 4 метра. Надрезы делаются дисковой пилой с алмазным диском. Глубина надреза – ¼ толщины бетона. После надрезов выемка заполняется герметиком. Надрезы делаются через 4 часа после окончания бетонных работ на месте будущих надрезов. Надрезы необходимо сделать, как только бетон стал достаточно твердым. Их задача – контроль трещин, которые появятся со временем в теле бетона из-за нагрузок.

13. Монтажные швы в данном случае не использовались, из-за малых размеров дороги, продольный шов расширения укладывается по центру дорогу, на протяжении всей ее длины, разделяя две полосы движения между собой. Данная схема укладки швов приемлема лишь в данной ситуации. При укладке более толстого слоя бетона, более широкой дороги, и более холодных климатических условиях, швы будут укладываться совсем с другими расстояниями относительно друг друга.

14. Ну, и после того, как все закончено, наконец можно начать процесс заливки бетона. Толщина дороги в данном случае – 32 см, использовался бетон прочностью 55 000 кПа (8 000 psi).
Бетон укладывается при помощи бетоноукладчика-вибратора. В связи с тем, что дорога очень короткая и узкая, массивный гусеничный укладчик-распределитель со скользящими формами был не нужен. Вместо громоздкой машины было решено использовать малый укладчик-вибратор на катках (разравнивающих брусьях). Боковая опалубка дороги является металлической, щиты рельс-форм были прочно закреплены и соединены между собой. По этим «рельсам» и передвигается укладчик на своих виброкатках. Процесс его работы показан на фотографиях 4 и 6.

15. Разгрузка бетонной смеси из миксера происходит прямо на асфальт, который предварительно увлажняется. Виброукладчик выравнивает бетон по уровню опалубки. Процесс не требует наличия большого штата рабочих.

16. Бетонное покрытие текстируют вручную, при помощи выравнивающей рейки. Данная мера вынужденная, т.к. бетоноукладчик не имеет скользящих форм. Такая обработка придает поверхности шероховатость, что увеличивает сцепление колес автомобилей с покрытием дороги и снижает шум.

17. После того, как бетон уложен, по краю полотна устанавливают скобы для будущих бордюров. Для скоб используется арматура No. 5 (диаметр 15.8 мм). Отступ от края – 7.5 см. Высота будущего бордюра составляет 15 см. Ширина бордюра – 18 см. Бордюр будет залит специальной машиной позднее, единым непрерывным монолитом на всем протяжении дороги.

18. После того, как смесь уплотнена, по поверхности бетона распыляется изолирующая смесь. Ее задача - предотвратить испарение влаги с поверхности бетона. Делается это для того, чтобы позволить бетону набрать необходимую прочность без необходимости распыления дополнительной воды по его поверхности, или покрытии его геотекстилем. Эта мера локальная, связана с тем, что бетон укладывается при температуре +28С. Данная смесь задерживает 80% испарения, что является приемлемым показателем для требуемого набора прочности.

19. Конечно, иногда случаются казусы. Например, как только я оказался на строительной площадке, из строя вышел укладчик. Приостановить работу было нельзя, поэтому было решено использовать запасной укладчик на ручной тяге. Укладчик аналогично устанавливается на опалубку. Движение осуществляется за счет лебедок и стальных тросов, которые крепятся к опалубке. Качество работы от этого не изменяется, изменяется лишь время и бюджет, требуемое на укладку, и изменяется оно не в лучшую сторону. Вместо планируемых 8 часов укладка 1 200 метров заняла 13 часов. Ручной укладчик так же на второй фотогафии.

20. На всем протяжении работ лаборанты берут пробы бетона: на заводе, затем после каждого замеса миксера, а также непосредственно на строительной площадке. При взятии пробы бетон заливается в пластиковый цилиндр, диаметром 15 и высотой 30 см. Цилиндры будут испытаны на сжатие в лаборатории через 3, 7 и 28 дней, для определения прочности бетона. Если результат будет неудовлетворительным, дорогу придется демонтировать и переделать.

21. Как правило, дорогу открывают для легкой строительной техники через 7 дней, ограничивая проезд грузовиков и тяжелой техники. Для них есть проселочная времянка слева. После истечения 28 дней, дорога будет открыта и готова к полной эксплуатации. Строительство всей дороги заняло у меня 9 месяцев в неторопливом режиме с минимальным штатом рабочих. По завершению работ вся территория была облагорожена травой, дно дренажных канав было засыпано крупным гравием, для предотвращения эрозии. Про дорожную разметку и знаки я так же не забыл, все было нанесено и установлено в нужных местах.

22.

Асфальтированные дороги изнашиваются быстрее, чем дороги из бетона, но во многих странах бетонные дороги заменяют асфальтированными, так как они дешевле, несмотря на то, что бетонные дороги обладают рядом преимуществ. В этой статье Вы узнаете о преимуществах и недостатках этих материалов для покрытия дорог.

Если Вы путешествовали от Pune (Пуне) до Mumbai (Мумбаи), Вы, вероятно, видели красивую бетонную скоростную автомагистраль. В настоящее время в данной местности практически во всем дорожном строительстве применяется именно бетон, а не асфальт. Однако некоторые загруженные популярные шоссе все еще являются асфальтированными.

Преимущества бетонных дорог

- Прочность и отсутствие необходимости в ремонте: У бетонных дорог срок службы более сорока лет, тогда как асфальтированные дороги изнашиваются в течение десяти лет. Более того, во время эксплуатации дорогам из бетона не требуется частый ремонт, который требуется асфальтированным дорогам.

- Транспортные средства потребляют меньше топлива: Транспортное средство во время передвижения по бетонной дороге потребляет на 15-20 % меньше топлива, чем при движении по асфальтированной дороге. Это связано с тем, что дорога из бетона не деформируется под колесами нагруженных грузовиков.

- Бетон стоек к утечке автомобильного топлива и к экстремальной погоде: В отличие от асфальтированных дорог, бетонные дороги не повреждаются от масел и топлива транспортных средств или от условий экстремальной погоды, ливней или чрезвычайно высокой температуры воздуха.

- Бетон более экологичен, чем асфальт: При мощении дорог асфальтом (битумом) происходит сильное загрязнение воздуха. Кроме того, меньшее потребление топлива транспортными средствами, передвигающимися по бетонным дорогам, означает меньшее загрязнение окружающей среды.

- Экономия природных ресурсов: Асфальт (битум) производится из нефти, запасы которой уменьшаются. Бетон (цемент) производится из доступного известняка.

Недостатки бетонных дорог

- Стоимость работ по укладке: Стоимость мощения бетонной дороги немного выше, по сравнению с покрытием асфальтом.

- Проблема в обслуживании: В случае, если бетонная дорога трескается или портится, подлежит замене целая бетонная плита.

- Обеспечение системы безопасности: В дождливый и зимний сезоны транспортные средства больше подвержены скольжению на бетонной дороге, покрытой осадками.

Преимущества дорог из асфальта (битума)

- Экономичность: По сравнению с бетоном, стоимость асфальта меньше. Кроме того, строительство дороги из асфальта занимает меньше времени, так как асфальт быстрее высыхает.

- Вторичная переработка: Асфальт производится из переработанного сырья. Его можно использовать вновь.

- Простое обслуживание: Можно отремонтировать только часть дороги. Асфальтированные дороги можно укладывать на старый слой.

- Безопасность: Дороги из асфальта обеспечивают лучшее сцепление и сопротивление скольжению для транспортных средств.

Недостатки дорог из асфальта (битума)

- Низкая прочность: сильный дождь и другие экстремальные погодные условия портят асфальтированные дороги, поэтому они нуждаются в частом ремонте.

- Загрязнение окружающей среды: Плавление асфальта производит много вредных испарений. Кроме того, для производства асфальта требуется дорогостоящая нефть.

Заключение

Бетонные дороги обладают высокой прочностью и более экологически чистые по сравнению с асфальтированными дорогами. Однако затраты на асфальтирование гораздо меньше, чем на бетонирование. Кроме того, асфальтированная дорога обеспечивает лучшее сцепление и убережет автомобиль от скольжения во время снегопада.

Источник информации:

Основным материалом для строительства дорог является асфальт. Уже через три года для них требуется ремонт, а затем ежегодное восстановление эксплуатационных свойств. Бетонная дорога значительно превосходит асфальтную по многим параметрам, но ее применение ограничено.

Причины этого следующие:

• недостаточный бюджет строительства;
• низкая производительность;
• климат;
• транспортные нагрузки;
• нехватка необходимых марок цемента;
• рельеф местности.

В США национальным достоянием являются бетонные дороги (фото ниже).

Еще в 50-х годах в Америке и на Западе поняли их преимущество и строительство пошло полным ходом.

Раньше бетонные дороги в России выкладывались из плит, езда на автомобиле напоминала движение поезда на стыках рельсов. Сейчас ее заливают на месте и покрытие получается ровным.

Для чего нужны бетонные дороги?

Бетонная дорога имеет следующие преимущества:

• легкость приготовления бетонной смеси;
• высокая скорость укладки;
• высокая прочность и долговечность;
• гладкая поверхность, обладающая хорошим сцеплением с шинами;
• лучшая видимость по сравнению с асфальтом из-за хорошей отражающей способности.

Бетонные дороги обладают эксплуатационными преимуществами, которые заключаются в передаче нагрузки с жесткой бетонной плиты на большую часть основания. Особенно это проявляется в весенний период. Прогиб асфальта часто происходит необратимо, что видно по появлению колеи и волн. Бетонное покрытие подобный прогиб уменьшает, при этом достигается экономия топлива до 20%.

Экологические преимущества связаны с отсутствием загрязнения грунта нефтепродуктами, которые выделяются из асфальта. Снижение расхода топлива уменьшает выбросы в атмосферу. Считается, что более твердое покрытие издает больше шума, но подобное увеличение незначительно.

Влияние рельефа местности на строительство дорог

Автомобильная бетонная дорога возводится с помощью разных технологий. Каждый проект отличается. В горных районах дорога повторяет рельеф местности.

При строительстве магистралей его стараются спрямлять: впадины засыпаются, холмы срезаются, сквозь горы проводятся тоннели, строятся эстакады и мосты. Для обеспечения нормального скоростного режима строители стараются избегать крутых подъемов, спусков и поворотов.

Для разных конструкций дорог основная классификация делается по материалам верхнего покрытия, которым может быть асфальт или бетон. Асфальт необходимо ремонтировать уже через 3-4 года. Некоторые дороги большой протяженности начинают восстанавливать, когда строительство еще не закончено. Бетонная дорога обходится на 80% дороже, но она не требует ремонта первые 10 лет эксплуатации. Ее долговечность сокращает эксплуатационные расходы. Если укладка бетонной дороги выполнена качественно, она служит несколько десятилетий без капитального ремонта.

Структура дорожного полотна

Конструкция бетонных дорог выполняется из следующих слоев:

• дополнительный,
• подстилающий;
• бетонное покрытие.

Подготовка грунта

Заливке бетоном предшествует подготовка грунта и изготовление выравнивающего слоя. Грунт должен быть плотным. Это легко проверить, воткнув в него стальной прут толщиной до 12 мм. Он должен входить на глубину не более 60 см. Если уплотнение будет недостаточным, подушка в дальнейшем просядет и бетон разрушится.

Грунт предварительно укатывают. Особенно этому уделяют внимание при его подсыпке. В этом случае укатка производится послойно. Уплотнение грунта делается при оптимальной влажности. Количество проходов и тип катка следует подбирать экспериментально, производя пробную укатку. Если влажность ниже допустимой величины, грунт следует увлажнять. Если он чрезмерно сырой, его просушивают рыхлением, добавлением песка, шлака или другими способами.

Водоотведение

Когда строятся бетонные дороги, технология предусматривает отвод от них талых, ливневых и паводковых вод еще перед сооружением земляного полотна. Работа в этом плане выполняется как в черте города, так и за его пределами.

Устройство бетонной дороги с отводом осадков необходимо с целью повышения срока эксплуатации и улучшения условий езды. На поверхности дороги вода опасна для транспорта при его движении. Ухудшается сцепление с полотном, брызги из-под колес мешают обзору, а также образуется лед при замерзании. Для ее удаления дорожное покрытие должно быть наклонено в поперечных и продольных направлениях, делаются также дренирующие слои. Основание под дорогой выравнивается и в нем создается уклон, который может быть односкатным или двускатным. Места, где может скапливаться вода, выравнивают и засыпают недренирующим грунтом.

Вне города вода с проезжей части удаляется в дорожные кюветы. Их ширина составляет 1-2,5 м. Вода собирается в них и отводится в водоприемники: сточную канаву, естественный или искусственный водоем, русло реки. Для этого в кювете создается уклон в 1-4%, укрепленный газонной травой, булыжником, обломочным или бетонным камнем.

В населенных пунктах вода через лотки собирается в городской канализации. Устройства для ее отведения постоянно чистятся, чтобы обеспечить требуемую пропускную способность.

Вода, которая просачивается в грунт, представляет опасность для дороги. Она отводится через слои просачивания, например, гравий. В нем размещаются дренажные трубы с прорезями или отверстиями. Они могут быть из пластика, бетона или керамики.

Работы по отводу от дорожной полосы талых, ливневых и паводковых вод делаются перед сооружением земляного полотна.

Укладка подстилочного слоя

На грунте делается песчаная подушка толщиной 20-40 см. Без нее можно обойтись, но она значительно препятствует поступлению вверх влаги из грунта и улучшает дренаж. Он необходим для предотвращения размытия и морозного пучения, приводящих к появлению впадин и образованию трещин в бетонном монолите. Наибольшие проблемы создает грунт из глины, торфа и любой другой, который способен накапливать воду. Он частично срезается и на дно засыпаются камни крупных фракций, а затем гравий. Высота слоев после укатывания составляет около 30 см. От их подготовки зависят затраты и то, сколько времени будут строиться бетонные дороги. Минимальная толщина основания зависит от типа грунта и климатической зоны. Она определяется по таблицам. Между всеми слоями из разных материалов выкладывается геотекстиль.

Разравнивание каждого слоя производят с соблюдением проектных продольного и поперечного уклонов.

Каменные материалы основания обычно укрепляют веществами, обладающими вяжущими свойствами. Это может быть цемент или отходы промышленности: гранулированный металлургический шлак с добавкой негашеной извести, зола тепловых электростанций, молотый шлак. Слои должны быть монолитными, что достигается за счет применения вяжущих составов и тщательной укатки.

Для прохождения строительных машин часто требуется увеличение прочности дополнительного нижнего слоя. Для этого его укрепляют вяжущими составами.

Опалубка

Опалубку изготавливают из пиломатериалов по высоте заливки, которая составляет 100-150 мм. Выбирая ее по высоте, следует учитывать, что на краях бетонной плиты делаются ребра, повышающие ее прочность. Толщина досок должна быть не ниже 50 мм. Их покрывают составом, облегчающим отсоединение от застывшей плиты. К опалубке из дерева предъявляются требования прочности от распора свежего бетона и усилий, возникающих при работе трамбующего бруса.

Если применяются тяжелые дорожные машины по уплотнению и отделке бетона, устанавливается мощная опалубка из стали. Она не коробится и служит значительно дольше. В ее основании имеется подошва, повышающая устойчивость.

Секции опалубки устанавливаются в линию и надежно крепятся. Особенно это важно, если вибрирование бетона делают тяжелыми машинами. В местах снижения уровня основания под опалубку подливают слои тощего бетона для большей устойчивости.

Бетонные дороги: технология изготовления плит

Перед укладкой бетона устанавливают температурные швы, позволяющие плитам перемещаться по вертикали и горизонтали при их расширении или сжатии.

1. Температурные швы

Заливочные секции полностью разделяются. Для заполнения швов применяется материал, поглощающий энергию: изоляционный картон, мягкая древесина, пробка с битумом. Для предохранения от мусора и камней верхнего участка шва на глубину 40-50 мм необходимо сделать гидроизоляцию герметиком. Если она не будет вовремя сделана, при расширении плит бетон из-за камней может отколоться.

Расстояние между швами в умеренном климате достигает 20-30 м. Надежность покрытия для длинных плит составляет 50%, а для коротких - 85%. Она характеризуется устойчивостью к трещинообразованию между капитальными ремонтами. Монолитность покрытия поддерживается за счет стальных стержней, размещенных в швах.

Их устанавливают через боковые грани или с помощью специального устройства на бетоноукладчике. Когда зазоры между соседними плитами находятся на расстоянии более 6 м, сверху покрытия устанавливают промежуточные швы на глубину 1/3 от толщины бетона. Такие ложные швы делают и по оси дороги.

Ширина двух полос дороги составляет 6-9 м. Между ними также делается температурно-усадочный шов, чтобы не образовались продольные трещины.

2. Укладка бетона

Подстилочный слой закрывается водостойкой бумагой, гидроизоляцией или увлажняется. Бетон укладывается по толщине за один раз. Если применяется армирование, сначала заливается слой толщиной 30-40 мм, на него укладывается сетка, а затем до конца заполняется опалубка.

Бетонная смесь должна наноситься быстро, поскольку она жизнеспособна короткое время. Разбавлять водой ее нельзя, поскольку это приведет к ухудшению механических свойств плиты.

Из-за больших объемов к месту заливки поставляется готовый заводской бетон. После выгрузки из автомашины он разравнивается специальной машиной, оборудованной лопастями с приводом. Смесь выгружается по 1 м3 и равномерно размещается, иначе большая куча будет иметь в основании большую плотность, чем в других местах. В процессе выравнивания эта неравномерность сохраняется, что может привести к повышенной усадке малоуплотненных участков. При этом на поверхности плиты образуются впадины. Лучшим вариантом является равномерная укладка бетона в 2-3 слоя.

3. Уплотнение бетона

Оборудование для уплотнения бетона представляет собой брус из дерева или металла, на который воздействуют закрепленные на нем пневматические молотки. Он погружается в бетонную смесь и перемещается внутри нее. Когда обработка участка заканчивается, брус поднимают и переносят на другой участок.

При использовании арматуры вибрационный брус должен быть от нее на расстоянии 5-7 см выше.

Вибрационная машина содержит кроме вибрационного также разравнивающий брус, который располагается впереди.

К пластичности бетонной смеси предъявляются особые требования. Она должна быть достаточно подвижной, но не слишком жидкой, иначе происходит ее оплывание, перетекание через опалубку - ухудшается прочность.

После небольшого затвердевания бетонную плиту поливают водой, чтобы не образовались трещины от высыхания. Ее покрывают песком, соломенными матами, мешковиной или брезентом. Современным способом защиты от испарения является распыление на поверхности плиты затвердевающего герметика. Пленкообразующее вещество наносят на всю поверхность и боковые грани. Перед этим требуется удалить с покрытия лишнюю влагу.

Низкое качество бетонной смеси приводит к необходимости проведения частых ремонтов дороги.

Заключение

Технология строительства бетонных дорог постоянно совершенствуется, благодаря следующему:

1. Повышению квалификации и опыта специалистов.
2. Наличию многофункциональной и высокопроизводительной техники.
3. Улучшению технической оснащенности, позволяющей сократить ручной труд.
4. Применению новых современных материалов.

Несмотря на большую стоимость, расходы на ремонт бетонных дорог значительно меньше, чем на ремонт асфальтных.

Как реагирует наше тело на ежедневное употребление молока?Познакомьтесь с детальной информацией о том, к чему может привести постоянное употребление коровьего молока.... Напитки Наши предки спали не так, как мы. Что мы делаем неправильно?В это трудно поверить, но ученые и многие историки склоняются к мнению, что современный человек спит совсем не так, как его древние предки. Изначально... Сон 13 признаков, что у вас самый лучший мужМужья – это воистину великие люди. Как жаль, что хорошие супруги не растут на деревьях. Если ваша вторая половинка делает эти 13 вещей, то вы можете с... Брак Непростительные ошибки в фильмах, которых вы, вероятно, никогда не замечалиНаверное, найдется очень мало людей, которые бы не любили смотреть фильмы. Однако даже в лучшем кино встречаются ошибки, которые могут заметить зрител... Фильмы 10 очаровательных звездных детей, которые сегодня выглядят совсем иначеВремя летит, и однажды маленькие знаменитости становятся взрослыми личностями, которых уже не узнать. Миловидные мальчишки и девчонки превращаются в с... Знаменитости Что происходит с организмом человека, который не занимается сексом?Секс – почти такая же базовая потребность, как и приём пищи. По крайней мере, начав им заниматься, вы уже не остановитесь. Даже если вы придерживаетес... Сексуальность

aikido-mariel.ru

Технология строительства покрытий дорог|Строительство дорог и транспорт. Охрана труда.

woodroads.ru

Бетонные дороги: актуальность, возможности и оборудование

Всем известна фраза великого русского писателя о том, что в России две главные беды. Одна из них - дороги. Проблема существует и по сей день. И наши водители не могут не думать о качестве дорог, тем более теперь, когда налог стал достаточно ощутимым. Нас постоянно увещевают обещаниями о новых прямых и ровных дорогах. Возникает вопрос: где же они?

Как ни печально, но думается, наши дороги самые плохие, по крайней мере в Европе - это точно. Надо понимать, что есть серьезные различия в технологиях строительства дорог у нас и на Западе. Фактически наши дороги требуют ремонта уже через три года после ввода в эксплуатацию, а затем - ежегодно так называемый ямочный ремонт. А на Западе дороги без ремонта работают десятилетиями!

Хорошо известно, что технологий устройства дорог множество. Это касается как подготовки основания, так и укладки верхнего слоя покрытия. Все зависит от геологии, от рельефа местности, от климата, от транспортной нагрузки, от бюджета строительства и многих других факторов. Каждая дорога, даже при совпадении технологий, будет индивидуальна. Дорога в горах обязана и достаточно часто повторяет рельеф местности почти один к одному. Дороги магистрального типа, автобаны, хайвеи, так называемые «первой категории», вынуждают строителей спрямлять рельеф местности - выравнивать ландшафт: засыпать впадины, срезать холмы, строить мосты и эстакады через реки, туннели сквозь горы.

В силу того, что на ней должен обеспечиваться определенный скоростной режим, она не должна иметь крутых поворотов, подъемов и спусков.

Если тело самой дороги (ее сечение, конструкция) имеет массу вариантов, то классифируют ее в основном по материалу верхнего покрытия: асфальтовому или бетонному. В асфальтовом в качестве вяжущего материала смеси используется битум, в бетонном - цемент. В некоторых вариантах может применятся композитный материал, когда на бетон кладут асфальт, обеспечивая таким образом качественный нижний слой на многие десятилетия, и меняют каждые лет пять-семь верхний асфальтобетонный, что позволяет создать долговечную и прочную дорогу.

По статистике, бетонное покрытие дороже асфальтового в 1,5–2 раза, т. е. примерно на 70–80%. Асфальтовое требует ухода и ремонта уже через 3–4 года после ввода дороги в эксплуатацию (на примере МКАД и КАД СПб): заливки трещин, засыпки ям и т. п. Бетонное покрытие первые 10–12 лет эксплуатации практически ничего не требует, как говорят дорожники: только пыль сдувай.

Фактически где-то лет через восемь общие эксплуатационные затраты на бетонную и асфальтовую дороги уравниваются, а затем бетонная становится все дешевле и дешевле асфальтовой. Вот и получается, что скупой платит дважды, а российский водитель по вине чиновников - ежегодно.

На территории России главным образом строят асфальтовые дороги, а на Западе - бетонные. Бетонные дороги служат 50 лет. По статистике, их в США - 60%, в Германии - 38%, в Австрии - 46%, в то время как в России - всего 3%. Примечательно, что вытеснение строительства бетонных дорог в нашей стране происходило из-за дефицита требуемых марок цемента, малой производительности работ и высокой стоимости.

Как любое инженерное сооружение, дорога достаточно сложна. В классическом упрощенном виде она выглядит так: отсыпка грунта, земляная подушка, над ней два слоя по 25–30 см (слой песчаной смеси, геотекстиль, препятствующий проникновению вверх влаги из почвы, и слой щебня). Все материалы и действия с ними строго регламентированы согласно СНИП, все это многократно трамбуется катками и расклинцовывается, обильно поливается водой, затем наносится битум и три слоя асфальтобетона - 5,6 и 8 см. Каждый слой укатывается тоже до определенного состояния. Фактически также выглядит и бетонная дорога, но в качестве верхнего слоя используется качественно уложенный и выровненный бетон.

Прочный, долговечный, износоустойчивый цементный бетон показал себя с самой лучшей стороны в качестве материала для дорожных оснований и покрытий. Расчеты подтверждают, что применение цементного бетона дает достаточно большую экономию.

В качестве примера можно привести использование бетона как материала для строительства дорог еще в царской России. В 1913 г. в Тифлисе была построена первая дорога с бетонным покрытием. Продолжение строительства было в 60–70-х гг. прошлого века. Большинство тех дорог все еще не нуждается в капремонте.

Как уже упоминалось ранее, помимо прямых экономических выгод при строительстве, бетонное покрытие дает значительные технико-экономические преимущества при эксплуатации дороги. Высокая долговечность бетона позволяет сократить расходы на содержание и ремонт до минимума. Срок службы бетонного покрытия автомобильной дороги в несколько раз больше по сравнению с покрытием из асфальтобетона. Качественно построенная дорога с цементобетонным покрытием может служить без капитального ремонта несколько десятков лет. Конструктивно цементобетонное дорожное покрытие представляет собой плиту толщиной 18–24 см.

Если, используя современное оборудование, дорогу покрыть сплошной лентой бетона, то при изменениях температуры (днем и ночью, летом и зимой) бетонная плита будет изменяться в размерах (расширяться и сокращаться), и в ней возникнут напряжения, которые могут привести к растрескиванию бетона. Поэтому на бетонной дороге тоже на определенном расстоянии делаются так называемые ложные швы - зазоры. Чтобы бетонная плита не разрушалась при нагревании, устраивают деформационные швы расширения - сквозные зазоры между соседними плитами бетонного покрытия. Швы заполняют эластичной мастикой из битума, чтобы в основание под плиту не проникала вода. Деформационные швы расширения в умеренном климате устраивают через 20–30 м. Это расстояние зависит от температуры бетонной смеси в момент укладки, а также от климата местности.

Если не предусмотреть деформационные швы расширения, то покрытие, нагреваясь в жаркий солнечный день, будет достаточно напряжено, и с его поверхности могут выкалываться целые куски бетона.

В качестве примера можно привести ситуацию с бетонными дорогами в США, в штате Калифорния. Она возникла в 50-е гг. прошлого века. В то время производственники и специалисты еще мало знали о нюансах технологий. Бетонные куски с силой отлетая от покрытия, вызвали целый ряд аварий, а причиной послужило недостаточное количество необходимых ложных и деформационных швов.

Если рассмотреть физику бетона, то при охлаждении покрытия до температуры меньшей, чем температура бетонной смеси в момент укладки, бетон будет сжиматься и бетонная плита также может дать трещины. Во избежание появления таких трещин покрытие разделяется швами на расстояниях меньших, чем те, при которых возникают опасные напряжения. Такие швы устраиваются обычно на расстоянии 6–12 м и представляют собой прорези, глубина которых равна одной трети толщины плиты. Эти швы называются ложными швами. Когда в бетоне появляются напряжения от сжатия при охлаждении, бетонная плита растрескивается в наиболее слабом месте - по сечению, ослабленному надрезом. Благодаря изготовлению таких швов мы можем контролировать поведение всей бетонной плиты. Данный ложный шов сжатия/расширения заливают специальной эластичной мастикой. По оси дороги также необходимо устраивать шов по типу ложного шва, иначе возможно образование продольной трещины.

Таким образом, дорожное покрытие на цементном вяжущем состоит как бы из отдельных плит. Во избежание нарушения монолитности всего покрытия, а также для передачи нагрузки от движущихся машин от одной плиты к другой в швах устанавливают специальные металлические стержни. Ныне это достаточно высокотехнологичные конструкции, и применяются они при строительстве мостов.

От качества выполнения всех работ по устройству покрытия зависит в дальнейшем срок его службы.

Немаловажно, что строительство дорог с бетонным покрытием в мире непрерывно возрастает, они становятся основным видом магистральных дорог.

Обобщая все вышесказанное, хочется надеяться, что сейчас положение дел наконец-то изменится. Бетонные дороги не только не хуже, но и имеют ряд преимуществ перед асфальтовыми. Эти «плюсы» можно условно разделить на 3 вида: эксплуатационные, экологические и экономические. Но по порядку.

Эксплуатационные преимущества связаны с тем, что бетон как «жесткий» вид покрытия распределяет нагрузку на бóльшую площадь земляного полотна по сравнению с «гибким» асфальтом. Цементобетонные дороги гораздо долговечнее и прочнее асфальтовых и способны служить, не требуя ремонта, до 50 лет. В то время как движение по асфальтовым трассам часто останавливается или ограничивается из-за ремонта, дороги с бетонным покрытием эксплуатируются практически без перерывов. В течение весеннего сезона, когда земляное полотно испытывает наиболее сильные нагрузки по температурному режиму, только 6% «бетонок» подвергаются определенным деформациям, для асфальтовых дорог этот показатель составляет 61%.

Большегрузные автомобили сильно прогибают асфальт, портят его, что естественным образом приводит к существенному увеличению расхода топлива. А бетонное покрытие уменьшает прогиб дорожного полотна и, следовательно, экономит топливо. Нет колейности и волнообразности, как на асфальте. Согласно исследованию группы экспертов для Федеральной администрации по автотрассам США, проведенного в 1982 г., экономия топлива в данном случае составляет 20%.

Движение по бетонным дорогам значительно безопаснее, чем по асфальтированным. В дождливую погоду выбоины в асфальте наполняются водой, что создает дополнительную опасность из-за глиссирования колес. Зимой вода в выбоинах превращается в лед, что снижает коэффициент сцепления. В то же время на гладком бетонном полотне жидкость практически не задерживается.

Бетонное покрытие дает хорошую видимость для водителей в темное время суток, так как отражает свет значительно лучше, чем асфальт. По некоторым данным, отражающий эффект бетонной трассы позволяет уменьшить уровень освещения на 20%.

Несомненные «эко»-преимущества бетонных дорог перед асфальтовыми связаны со многими моментами.

Нефтепродукты, используемые в асфальтовом покрытии, вместе с водой проникают в почву, и через несколько лет эксплуатации земля, как под дорогой, так и вокруг, полностью загрязняется нефтепродуктами.

Меньший расход топлива на то же расстояние по бетонной дороге означает меньший выброс вредных веществ в атмосферу. К тому же повышенные эксплуатационные характеристики «бетонок» позволяют одной единицей большегрузной техники перевозить по ним гораздо большее количество груза. Разумеется, это так же уменьшает выбросы в атмосферу.

Многие противники бетонных дорог утверждают, что они весьма «шумные». Как показали исследования, движение по бетонной дороге действительно создает больше шума, но в среднем всего на 5 децибел больше, чем по асфальтовой (для сравнения: уровень человеческого шепота - 20 децибел). Более того, современные технологии строительства позволяют «бетонкам» полностью приблизиться к асфальтовым дорогам с точки зрения шумности.

Как уже говорилось выше, в развитых странах уже давно оценили по достоинству преимущества бетонных дорог. Поэтому, например, в Бельгии и в США за счет государственных субсидий поддерживается строительство цементобетонных покрытий на уровне 40–60% от общего объема строительства автомобильных дорог.

Оборудование для устройства дорог.

Сейчас в Российской Федерации имеется большой спектр оборудования для изготовления бетонных дорог и оснований из бетона. Исторически первым на нашем рынке появилось и используется оборудование шведской фирмы Dynapac. В настоящее время появилось достаточно большое количество марок, это и HAMM и несколько итальянских производителей, в том числе и наши катки «Раскат» и САСТА (г. Сасово).

В качестве примера привожу оборудование, используемое нашими шведскими коллегами (см. таблицу). Перечисленное оборудование применяется как для уплотнения основания, так и для уплотнения верхнего слоя.

Если говорить о бетоноукладчиках, о тех, кто первым привез и использовал такое оборудование, то пионером здесь является «Генеральная строительная компания». Она одна из первых приобрела оборудование для бетонных работ по укладке основания под трамвайные рельсы на Литейном проспекте (Санкт-Петербург). Это большие самоходные машины с бункерами для приемки бетонной смеси, способные в кратчайшие сроки уложить многокилометровые трассы. По внешнему виду они напоминают те же самые асфальтоукладчики, только принимают и разравнивают бетон. Компания Bobcat также выпустила целую гамму навесного оборудования для своих машин, они позволяют выполнять большой спектр операций и даже утрамбовывать и нивелировать свежеуложенный бетон.

В части так называемого ручного инструмента и средств малой механизации широко используется вибро-оборудование. Это так называемые плавающие рейки, которые широко используются на бетонным полах, но дорожники берут более широкие - порядка 6 м, с двумя виброблоками. Как отмечает генеральный директор компании «Материалы и оборудование» Дмитрий Поздеев, именно в весенне-летний период возрастает спрос на данный вид оборудования. Здесь широко используется оборудование White Man (США) и Leyers (Голландия).

Наибольший интерес представляет оборудование, использующее системы лазерного наведения. В мире при строительстве дорог это стало одним из главных условий, обеспечивающих качественное основание и дальнейшее проведение работ по сооружению дорожного полотна. При выравнивании и укладке дорожного полотна оно способно значительно сократить технологические затраты, связанные с геодезией. Тем более оно необходимо при ведении работ с бетоном.

Системы Laser Screed давно одобрены и по-настоящему получили одобрение не только в США, но и у нас в России. Если ранее они использовались только на бетонных полах, то теперь их можно видеть и при строительстве бетонных дорог. Фирма Somero (США) старается максимально расширить спектр своего оборудования от банальных, управляемых вручную машин, до больших самоходных установок.При финишной обработке используются так называемые «вертолеты». Это затирочные машины с большим диаметром дисков и лопастей. Опять не избежать аналогии с устройством бетонных полов. Здесь спектр применяемого оборудования достаточно широк и зависит от финансовой состоятельности производителя работ, его желания сделать качественное бетонное покрытие. Из фирм, представленных на нашем рынке: Kreber (Германия), Alien и White Man (США).

Данным материалом мы старались убедить вас, что строить бетонные дороги не просто нужно, а необходимо, тем более, что все возможности, в том числе и оборудование, для этого у нас есть.

Хочу сразу оговориться, что под такими дорогами мы подразумеваем современное монолитное полотно, ровное и жесткое, а не фрагментированную дорогу, наспех уложенную из бетонных плит, порой со значительными перепадами высот в местах их стыков.

Согласно нашим исследованиям, жизненный цикл цементобетонных автодорог в 3 раза длиннее асфальтобетонных. Первоначально стоимость строительства цементобетонных покрытий на 5–20% дороже асфальтобетонных. Но, если подробно разбирать финансовую составляющую вопроса, расходы на ремонт и эксплуатацию асфальтобетонных покрытий в перспективе жизненного цикла (около 25 лет) таковы, что возведение и эксплуатация альтернативных цементобетонных покрытий обходится на 40–50% дешевле. Особенно цементобетонные покрытия оправдывают себя в условиях высокой интенсивности движения, и/или большой грузонапряженности автомобильных перевозок.

Их опыт

Технология строительства дорог с применением цементобетонных покрытий используется в мире уже около 50 лет, она нашла применение в странах с самыми разными климатическими условиями. Например, цементобетонные покрытия распространены в Канаде, стране, очень схожей по климатическим условиям с Россией. И Норвегии, но с оговоркой, что скандинавские страны являются не совсем корректным примером, так как в большей части расположены на территориях с огромными залежами гранита, который они имеют возможность сыпать по 80 см в дорожную одежду. Плюс масштабы страны и, как следствие, логистика минимальны. Если к этому всему добавить скальные грунты, которые по своим свойствам изначально превосходят наши суглинки в десятки раз, то разница между нами становится очевидной. Однако и в скандинавских странах имеется небольшая доля бетонных дорог (от 5 до 13%).

В США и Польше разработаны специальные стандарты, регулирующие технологию. Для нашей страны методика на данный момент является инновационной: она не была широко использована прежде и является альтернативой существующей практике.

Отличный, на мой взгляд, опыт, сложился у Белоруссии - нашего ближайшего соседа и коллеги по ЕврАзЭСу. Президент республики Александр Лукашенко три года назад поручил по максимуму перейти на строительство бетонных дорог, посещая строившуюся вокруг Минска кольцевую дорогу. Что они успешно и сделали.

Наш опыт

Важно отметить, что в России есть бетонные дороги, построенные в 50-70-е годы XX века, они успешно функционируют до сих пор. Из общеизвестных современных магистралей можно выделить лишь трассу М-4 «Дон», также есть небольшая дорога во Владивостоке. На некоторых участках того же «Дона» уже появились разрушения. Из-за расслоения бетонной смеси произошло отделение цементного молока от крупного заполнителя, поэтому верхний слой, который испытывает основные нагрузки и воздействие от колес автомобилей, оказался без основного крупного заполнителя. Это впоследствии привело к его быстрому износу и образованию колеи.

По оценкам экспертов, причина заключается в нарушении технологии строительства. И, в принципе, темы обеспечения соблюдения строительных стандартов и законодательного регулирования одни из актуальных в строительстве дорог на территории России.

Плюсы…

Если говорить об очевидных преимуществах, то у дорог из цементобетона колея значительно меньше, так как бетон по своей структуре тверже (прочнее) асфальта. Именно поэтому он не подвержен деформациям при воздействии нагрузок и повышенных температур, что препятствует образованию колеи. В темное время суток на такой дороге лучше видимость, ведь сам материал обладает лучшим светоотражающим эффектом.

Жесткий цементобетон при соблюдении технологии укладки обеспечивает хорошую ровность поверхности, как продольную, так и поперечную. Благодаря этому данный вид покрытия обеспечивает высокую плавность и комфорт передвижения транспортных средств.

Как автомобилиста и мотоциклиста меня остро интересуют два аспекта, связанных с дорогами в России:

• качество покрытия, и, соответственно, сцепление;
• способность каждой конкретной дороги пережить зиму, оттепель и остаться к весне жизнеспособной в плане целостности покрытия.

Сцепление с дорогой у обеих поверхностей примерно одинаковое, если говорить о свежеуложенном полотне. Но вот после определенного износа сцепление колеса с асфальтобетоном снижается, что может приводить к повышенной аварийности на мокрой дороге. С точки зрения устойчивости и сцепления с дорогой цементобетон более стабильный материал. Не зря его широко применяют для устройства аэродромов, где нагрузки от воздушных судов гораздо выше, чем на автодорогах.

…и минус

Если говорить о недостатках, то цементобетонные дороги несколько более шумные, так как более пористый и пластичный асфальтобетон лучше поглощает шумы. Исследования показывают, что уровень шума при движении по бетонной дороге составляет от 2 до 4 децибелов. Для сравнения: разговор между людьми проходит со звуком в 60–70 децибелов.

Отдельная история с климатическим аспектом применения дорожных материалов. Весной, когда все оттаивает, в асфальтобетон попадает вода за счет его пористой поверхности (даже у высокоплотных асфальтобетонов остаточная пористость может достигать величины 4%). А в цементобетон в виду меньшей пористости попадает в разы меньше влаги. При высоких летних температурах асфальтобетон нагревается и становится пластичным, вплоть до образования битумных пятен на поверхности. И если колесо наезжает на такое пятно, это довольно опасно для движения. Также надо сказать, что в России, в отличие от Европы, выше среднегодовая амплитуда температур. Так, в столичном регионе, где сосредоточено около четверти автопарка страны, этот диапазон колеблется от -30 до +35 градусов по Цельсию, а для дальневосточных и сибирских регионов амплитуда еще выше. Из-за этого довольно тяжело подобрать «правильный» битум: он рискует оказаться либо очень хрупким, либо чересчур пластичным.

Еще в нашей стране много оттепелей, что влечет дополнительные разрушения асфальта, ведь происходит постоянное замерзание-оттаивание, что особенно губительно для структуры асфальтобетона при отсутствии нормально организованного продольного и поперечного водоотвода с поверхности покрытия. И надо обязательно тщательно проработать тему укрепления и стабилизации грунтов, что в будущем поможет минимизировать продольные и поперечные трещины и образование мостиков холода. Дополнительно это даёт возможность использовать местные грунты вместо дорогих и дефицитных привозных материалов (песок, гравий и щебень), снизить стоимости строительства автодорог различных категорий на 15–30%,ускорить сроки строительства.

Цементобетон применим для большего температурного диапазона, но по технологии укладки это более сложное и «капризное» полотно. Если цементобетон уложить неправильно, нарушив технологию, то после дождя на таком покрытии останется лужа, которая в другом случае могла бы уйти в минеральное основание через асфальтобетон. Также очень опасна сегрегация (расслоение) бетонного раствора, из-за чего крупные минеральные частицы после укладки могут оказаться преимущественно снизу, а мелкие частицы сверху, что повлечёт за собой повышенную истираемость и повреждаемость поверхности покрытия. Поэтому цементобетон помимо серьезных лабораторных испытаний требует также профессионализма и высокой культуры производства работ.

Для успешных проектов в инфраструктуре, на мой взгляд, ключевыми являются два фактора - экспертиза и технология. Сейчас мы с коллегами обращаемся к опыту российских и международных специалистов, чтобы максимально проработать оба этих аспекта. А значит, у российских автомобилистов есть шанс начать ездить в ближайшем будущем по дорогам, ремонтировать которые нужно на удивление редко.

Максим Гончаров, коммерческий директор LafargeHolcim Россия