Бетонные дороги в России
Stroimaster-nsk.ru

Строительный портал

Бетонные дороги в России

Возвращение бетона

Что нужно для того чтобы развернуть строительство дорог с цементобетонным покрытием.

Вопрос строительства в России дорог с цементобетонным покрытием становится особенно актуальным сегодня, когда правительством РФ определена стратегическая задача почти в два раза повысить сроки службы и одновременно снизить затраты на строительство, ремонт и содержание дорог. Одним из возможных способов достижения этой цели становится применение цементобетонных покрытий.

Почему цементобетонные дороги в стране не строятся до сих пор? Чтобы понять это, нужно обратиться к истории. В Германии, США уже перед Второй мировой войной активно строились автобаны с цементобетонными покрытиями. В СССР первые такие трассы появились только в 50-х годах ХХ века. Тогда же были созданы отечественные укладочные машины Д181, Д182, Д195 на рельсовом ходу.

С 1970 года в СССР началось массовое строительство цементобетонных дорог с применением новой технологии — машин со скользящей опалубкой на гусеничном ходу. Комплекты высокопроизводительных бетоноукладочных комплексов «автогрейд» были закуплены в США. Они стали основой для выпуска комплектов отечественных машин Д100, Д110 Брянского завода. По инновационной на тот момент технологии были построены трассы «Москва—Волгоград», «Омск— Новосибирск», «Свердловск (ныне Екатеринбург)—Челябинск», «Свердловск—Серов», «МКАД––Подольск— Серпухов», «МКАД—Кашира» и многие другие.

В тот период протяженность дорог с цементобетонными покрытиями составила более 10 тыс. км. Однако в процессе эксплуатации таких дорог выявился ряд недостатков: на них образовались раскрывающиеся трещины в поперечных температурных швах, происходило шелушение, крошение поверхностного слоя бетона, сколы. Почему так случилось? Скорее всего, страна просто не была готова к строительству цементобетонных дорог. Отсутствовал качественный цемент, эффективные пластифицирующие воздухоизвлекающие добавки, качественные герметизирующие материалы, не были разработаны ГОСТы, стандарты технического контроля. Вследствие этого комплекса причин дорожные покрытия фактически через год уже стали непригодными к эксплуатации.

Когда начались массовые разрушения цементобетонных покрытий, возникавшие из-за некачественных материалов и несоблюдения технологии, Минтранс издал приказ о замораживании строительства дорог данного типа в СССР. С 1980 года строительство начало сворачиваться, сократилось количество проектов, были приостановлены научные исследования. Нормативные документы в этой области не обновлялись более 30 лет! В то время сложился ошибочный стереотип, что в России невозможно строить качественные цементобетонные покрытия, что они дороги по сравнению с асфальтобетоном. Фактически были ликвидированы крупные подрядные организации, многие их сотрудники уехали за рубеж. Так, специалисты Центродорстроя в 80-х годах оказались в Индии, где построили более 500 км высококачественных дорожных покрытий.

Прошли годы, и «портрет» цементобетонной дороги сильно изменился. Сейчас в мировую практику внедрена новая технология, которая подразумевает практически полную автоматизацию и механизацию всех процессов по укладке и уплотнению, устройству деформационных швов. Современные бетоноукладчики за один проход выполняют полный комплекс работ, оставляя после себя полностью готовые покрытия! Важно и то, что сегодня нет дефицита качественных материалов. Создано новое поколение бетонов высокой прочности, имеются герметизирующие материалы со сроком эксплуатации семь и более лет.

Доказано, что стоимость цементобетонных дорожных одежд примерно равна стоимости асфальтобетонных. Раньше толщина цементобетонного слоя составляла не менее 20 см, а асфальтобетонное покрытие толщиной примерно 5 см укладывалась на двадцатисантиметровое основание из щебня. В этой ситуации асфальтобетон был дешевле. Однако сейчас, когда нагрузки на дорожное полотно возросли, общая сумма толщин асфальтовых слоев составляет 24-26 см, а цементобетонных — 22-24 см, то есть они фактически сравнялись.

Главным же преимуществом цементобетона является срок службы без ремонта. Если дорогу с асфальтобетонным покрытием нужно ремонтировать через 2-3 года, то цементобетонную — через 26-30 лет. В Америке перешли на строительство сверхдолговечных покрытий, срок службы которых — 50 лет. Также полностью развеян миф о неремонтопригодности цементобетонных покрытий.

Сейчас наступил момент, когда Россия подошла к необходимости строительства цементобетонных дорог. Создана Ассоциация бетонных дорог, которая целенаправленно продвигает идею о необходимости массового применения цементобетона в российском дорожном строительстве, заполняет существующий вакуум в области нормативной документации. Речь идет о том, что во всех проектах на строительство и реконструкцию дорог должно быть представлено экономическое сравнение разных вариантов. И если расчет будет идти с учетом дисконтированных затрат, цементобетон будет эффективнее. Важно, что сегодня для этого существует технологическая база, а также социальный заказ на сокращение затрат на строительство и ремонт, увеличение срока службы дорожных покрытий. Если будут заказы, обязательно появятся и российские укладочные машины, и новые подрядные организации.

Мнение

Виталий Богаченко (LafargeHolcim Россия): «Дороги с цементобетонным покрытием широко распространены и долговечны в эксплуатации. Современное монолитное цементобетонное покрытие ровное и жесткое, его жизненный цикл в три раза длиннее, чем у асфальтобетона. К очевидным преимуществам цементобетонных покрытий относятся: значительный срок службы (более 25 лет, отсутствие прогиба дорожного полотна), низкая восприимчивость к колебаниям температур, снижение расхода электроэнергии и повышение безопасности движения благодаря повышенным светоотражающим свойствам. Важно отметить, что стоимость строительства цементобетонных покрытий может составлять от 95 до 130% стоимости асфальтобетонных»

Юрий Жуков («ВиртгенИнтернациональ-Сервис»): «Серьезной проблемой автодорог является износ и образование колейности при интенсивном трафике. Одним из решений может стать двуслойная укладка цементобетона, свежий по свежему. В этом случае верхний слой более высококачественного бетона укладывается на свежеуложенный нижний слой менее высокой марки. Эта работа выполняется комплексом из двух раздельных бетоноукладчиков или одним специализированным. В этом случае значительно увеличивается износостойкость дорожного покрытия и снижается себестоимость материалов. Пока количество автомобильных дорог с цементобетонным покрытием в России невелико. И если будет принята масштабная федеральная программа по строительству таких трасс, то нужно понимать, что школа по строительству цементобетонных покрытий автомобильных дорог была практически утеряна, и специалистов осталось не так много. Также для строительства двуслойных покрытий потребуется новое специализированное высокотехнологичное оборудование»

Читать еще:  Гидролоток для бетона

Виктор УШАКОВ, д. т. н., профессор, заведующий лабораторией «Строительство и эксплуатация дорог» МАДИ (№ 10 от 16.03.2018)

Российские дороги будущего — возвращение бетонок

Мы ехали по белой железобетонной плите толщиной в одиннадцать дюймов. Эта идеально ровная поверхность была слегка шероховата и обладала огромным коэффициентом сцепления. Дождь не делал ее скользкой. Мы катились по ней с такой легкостью и бесшумностью, с какой дождевая капля пролетает по стеклу.

И. Ильф и Е. Петров. Одноэтажная Америка

Бетонки строили в СССР с пятидесятых годов прошлого века. Появилось более 10 тысяч километров таких дорог. Но в начале восьмидесятых их строить перестали — из-за почти вдвое большей стоимости по сравнению с асфальтовыми дорогами. А бетонками стали называть наспех проложенные технологические дороги из плит — выщербленные, с торчащей арматурой и полуметровыми стыками. Почему же решили возродить строительство бетонок? Что изменилось?

Плюсы

Главное преимущество цементобетонной дороги — долговечность. Она обязана служить без капитального ремонта 24 года. Вы знаете хоть одну асфальтовую дорогу с таким жизненным циклом? На практике иные бетонки функционируют по пятьдесят, а то и по восемьдесят лет, как немецкий автобан A11 Берлин — Штеттин (ныне — польский Щецин), построенный аж в 1936 году. Есть примеры и в нашем Отечестве: дорога от Нижнекамска до поселка Красный Ключ интенсивно эксплуатируется больше три­дцати лет и ни разу, как утверждают местные, не ремонтировалась.

Жесткая (цементобетон) дорожная одежда гораздо лучше противостоит динамическим нагрузкам, чем нежесткая (асфальтобетон). Именно поэтому из цементобетона делают взлетно-посадочные полосы аэродромов. Кстати, аналогичным способом — с использованием технологии непрерывной укладки машинами со скользящими формами — сейчас возводят и бетонки для автомобилей. Я недаром привел для сравнения самолеты: возводить цементобетонные дороги есть смысл в первую очередь там, где проходит много тяжелой техники. Не зря же две кольцевые дороги вокруг столицы сделаны из бетона (их до сих пор называют бетонками): они должны были выдерживать тяжелые ракетовозы, которые стояли на обороне Москвы.

Благодаря тому, что цементобетонные дороги лучше держат нагрузку, отпадает необходимость в частой перекладке верхних слоев покрытия. В отличие от асфальта, их не надо обновлять каждые несколько лет. Получается, что поддерживать цементобетонные дороги в рабочем состоянии намного дешевле. Тем более что они легче переживают губительные для асфальта переходы температуры через ноль.

Есть и другие преимущества. Сцепные свойства шин на бетоне стабильнее, чем на асфальте. Из-за меньшего трения качения автомобили на таких дорогах расходуют меньше топлива (на 3–6%). Бетон отражает свет, и, следовательно, на неосвещенных участках водителям ехать комфортнее и безо­паснее. Используя продольное шлифование полотна, можно минимизировать риск аквапланирования.

Минусы

Самый главный недостаток очевиден: строить цементобетонные дороги на 20–25% дороже, чем асфальтобетонные. Правда, это лишь теория, которая не везде подтверждается практикой. Например, в Татарстане нет щебня, необходимого для формирования дорожного пирога. Доставлять его приходится аж из-за Урала, и материал дорожает на 50–70%. А если использовать местные грунты со стабилизатором (цементом), строительство бетонки может оказаться дешевле.

Или другой пример. В России полно отличного цемента — в разных уголках страны работают 48 заводов. При этом с производством асфальта в определенных регионах подчас возникают перебои — не хватает высококачественного отечественного битума. Недостающие объемы закупают… в Венесуэле. И тут цементобетон опять-таки окажется выгоднее.

С другой стороны, при строительстве цементобетонных дорог требуются не только качественные материалы. Нынешними людскими ресурсами и немногочисленным парком техники не обойтись. Квалифицированных специалистов надо готовить, а технику — закупать, и то и другое влетит в копеечку.

Кроме того, бетонки строятся дольше. Основная причина — требования технологии. Чтобы бетон набрал 70% своей прочности, требуется 28 суток. Получается, если речь идет не о постройке новой трассы, а о ремонте старой, придется на месяц закрыть полдороги и тем самым обречь водителей на многочасовые пробки.

Бетон более чувствителен к воздействию противогололедных реагентов. Прежняя техническая документация даже запрещала в течение года после укладки обрабатывать дорогу реагентами, чтобы бетон мог набрать прочность. Но сейчас в бетон добавляют воздухововлекающие и гидрофобизирующие составы, предохраняющие его от коррозии и растрескивания.

Бетонки шумнее по сравнению с асфальтовыми дорогами, однако современные технологии позволяют снизить разницу до минимальных 2–4 дБ. Например, в Германии активно применяют технологию шумопонижения и одновременного повышения коэффициента сцепления бетонного покрытия — Waschbeton («мытый бетон»): при укладке верхнего слоя используют замедлитель, позволяющий затем на несколько миллиметров обнажить заполнитель — каменный щебень.

Почему же не строили?

Если сопоставить достоинства и недостатки цементобетонных дорог, становится очевидно, что плюсы перекрывают минусы. Почему же эту технологию у нас начали вспоминать только сейчас? Виновато в первую очередь отсутствие действующих государственных стандартов на цементобетонные дороги.

Читать еще:  Нужно ли штукатурить бетонные стены под обои

В конце прошлого года в Москве подписано соглашение между представителями профильных автодорожных институтов, производителями цемента, дорожной техники и химических материалов для бетонных смесей о создании Ассоциации бетонных дорог, одной из задач которой станет стандартизация таких дорог в России.

Это вовсе не означает, что бетонки вытеснят асфальтированные дороги. Они могут сосуществовать многие десятилетия, как, например, почти век уживаются бензиновый и дизельный моторы, каждый со своими достоинствами и недостатками. Надо только правильно принимать решения — какая дорога в той или иной конкретной ситуации предпочтительнее. Дорожное строительство должно крепко стоять на обеих ногах, а не ковылять на одной.

Строим бетонную дорогу без арматуры или что такое RCC?

Сегодняшняя тема – это довольно больной вопрос для многих автолюбителей – я расскажу о довольно уникальной, и относительно редко встречающейся технологии – о строительстве бетонной дороги без арматуры. Мы разберемся в том, возможно ли это? Будет ли бетон таким же прочным как традиционный железобетон, и, как укладывается такой бетон? Сегодня я не только расскажу об этой технологии, но и покажу вам процесс укладки бетона без арматуры.

Для начала давайте разберемся в терминологии. Многие, кто не имеет отношения к строительству, путаются в двух понятиях, бетон и цемент. Так вот, серая порошок-пудра – это цемент, обычно его можно найти в упакованных мешках в магазине. Когда цемент смешивается с различными составляющими – песком, гравием, водой и дополнительными химическими элементами – получается бетонный раствор, или просто – бетон. В свою очередь бетон делится на марки и классы по прочности и типам. В эти дебри мы с вами не полезем.

Бетон это отличный и прочный материал, но он прочен только при компрессионных силах (попросту говоря – сжатии), т.е. способен выдерживать большие нагрузки под давлением. Если же попытаться растянуть бетон, то он тут же разломается, т.к. структура бетона сама по себе не в состоянии сопротивляться даже очень малым растяжениям. В свою очередь сталь ведет себя прямопротивоположно, она отлично выдерживает растяжение, но не очень важно ведёт себя ведет при сжатии.

Таким образом, путем нехитрых манипуляций умной головой, можно прийти к выводу, что если смешать эти два материала, то можно получить материал, который ведет себя отлично и при сжатии и при растяжении. Именно так и сделали строители, и изобрели железобетон. Именно по этой причине сегодня на строительных площадках повсюду торчит арматура.

Кто-то может спросить, а как же бетон растягивают? Силы растяжения присутствуют везде. Например, когда машина едет по мостовому пролету, железобетонный пролет прогибается под весом автомобиля, и таким образом бетон наверху пролета испытает компрессию, а внизу – растяжение. Именно по этой причине мостовые пролеты армируются внизу.

Тем не менее, такое казалось бы простое решение, несет в себе несколько проблем, а точнее – целых две. Во-первых, установка арматуры это очень длительный и трудоемкий процесс, во-вторых, сама сталь – это очень дорогой материал. Таким образом, если избавиться от стали, то можно очень сильно экономить и бюджет и время. Только не рассказывайте это автодору.

Как же быть? Можно ли уложить бетонную дорогу без арматуры? И ответ очень простой – конечно же можно!

Roller-Compacted Concrete, RCC, если это название перевести на русский язык дословно, то получится бетон, уложенный при помощи утрамбовки катками.

Технология RCC не может быть использована везде, ее применяют только там, где бетон укладывается плоскими, широкими и относительно тонкими слоями, т.е. эту технологию можно использовать при строительстве любого типа дорожного полотна, например шоссе и дорог, взлетно-посадочных полос в аэропорту, полов в складских помещениях и парковочных территорий. Помимо этого RCC можно использовать при строительстве дамб, водосбросов и других гидротехнических сооружений.

Начнем с истории. Сама по себе технология появилась еще в 60-е года, в мире было построено несколько дамб с использованием RCC. Тем не менее, широкую огласку технология получила после использования на лесозаготовках в Канаде. Дело в том, что на сортировочных лесных площадках не было качественных покрытий и тяжелые лесовозы постоянно застревали в грязи и останавливали работу, поэтому перед инженерами поставили задачу – спроектировать покрытие для большой территории, которое способно выдерживать большие нагрузки спецтехники груженной лесом. Тогда инженеры и вспомнили про RCC.

Теперь давайте разберемся как делается бетон. Сначала инженеры считают на бумаге прочность бетона, которая складывается из соотношения цемента и воды, a также формы и прочности гравия. Чем больше воды – тем менее прочен бетон. В свою очередь – если воды не хватает, то часть цемента останется сухой, и бетон получится бракованный. Цемента, в свою очередь, должно быть столько, чтобы все крупинки песка и гравия были окутаны им, т.к. цемент является связующим звеном. Гравий также должен быть прочным, т.к. при разрушении гравий будет первым элементом в бетоне, который разрушится. Различные химические добавки, пузырьки воздуха в бетоне, качество воды и соотношение гравия и песка так же влияют на прочность и поведение бетона, но это второстепенные факторы.

Традиционный бетон делается так, в миксер наливают воды, кидают цемент, затем песок и гравий. Все это тщательно перемешивается и в итоге полугается равномерный жидкий раствор, напоминающий по консистенции кисель, с видимыми признаками присутсвия воды.

Читать еще:  Установка опалубки арматурные связи и заливка бетона

Процесс производства RCC значительно отличается от обычного бетона. Цемента в RCC содержится примерно на 30% меньше, чем в традиционном бетоне. Соотношение воды и цемента также снижено примерно в 2 раза, при этом в смеси полностью отсутствует крупный и средний гравий, только очень мелкий гравий и песок. В итоге бетон получается совершенно сухим, без какой-либо остаточной воды, по консистенции напоминающим рассыпчатый влажный песок.

Какая же прочность бетона получается в итоге? Без особых заморочек можно получить 40 МПа, если немного заморочиться, то можно получить и 70 МПа.

Укладка RCC должна производится на очень хорошо уплотненное земляное покрытие. Для этого сначала срезается верхний слой плодородной почвы, затем нижний слой грунта хорошо перемешивается с известью и водой, процесс перемешевания называется стабилизацией. Известь используется для того, чтобы сохранить постоянный процент влаги в почве.

Весь процесс стабилизации выглядит так: сначала по земле едет поливайка, поливая все водой. За поливайкой едет бочка в известью, опрыскивая землю раствором, а за ними медленно ползет стабилизатор, еще его называют ресайклером. Эта машина имеет ножи, которые вращаясь на большой скорости перепахивают, как сельхозяйственные плуги, до 20 сантиметров почвы, создавая равномерно перемешанный слой почвы с известью и водой.

После стабилизации, почва утрамбовывается катком-вибратором и закутывается геотекстилем, затем засыпается гравием, который так же уплотняется катком-вибратором. Этот слой гравия будет служить дренажом для воды. Затем насыпается еще земля, которая стабилизируется так же, но не с известью, а с цементом. Теперь все готово для укладки бетона.

Весь бюргер выглядит так: в самом низу 20 см. стабилизировнной почвы с известью, затем геотекстиль, потом 10 см. гравия для стока грунтовой воды, потом 30 см. стабилизированный почвы с цементом, и затем 46 см бетона, в два слоя по 23 см. каждый.

Процесс укладки RCC так же очень сильно отличается от типичного армированного бетона, и выглядит как процесс укладки асфальта. Во-первых, не используется бетоноукладчик, вместо него используется асфальтоукладчик высокой трамбовки. Такой укладчик способен с первого прохода дать покрытию плотность от 90 до 96%. Во-вторых, используются обычные асфальтовые катки-вибраторы, для того, чтобы достичь необходимой плотности материала, это очень важно. Плотность покрытия должна быть 99%, поэтому все, что не дотромбовал укладчик – остается каткам. Обычные бетонные вибраторы в процессе укладки не используются, как мы уже узнали ранее – бетон не имеет в себе воды, и вибрировать традиционными бетонными вибраторами его невозможно. Если говорить научным языком, то RCC имеет, то, что инженеры называют «отрицательный» коэффициент осадки, проще говоря любая остаточная вода в составе RCC делает его негодным.

Также в бетоне отсутствуют термические швы. До недавнего прошлого их вообще не делали, с недавнего времени технология немного изменилась, и теперь швы режут циркулярной пилой через несколько дней после укладки бетона. Затем срез будет запломбирован силиконом. В принципе термические швы не нужны, но их присутствие сохраняет тело бетона без поверхностных трещин более длительный срок.

Помимо этого, поверхность RCC разительно отличается от обычного бетона, она полна неровностей, мелких трещин и шереховатостей. Поверхность RCC после проходки укладчика очень твердая, по ней можно свободно ходить и ездить, чем и занимаются катки. Никаких следов, в отличие от традиционного бетона, на покрытии RCC не останется.

По пятам за укладчиком идут лаборанты – их задача проверить плотность покрытия и процент воды в полотне.

Скорость укладки составляет около 3 метров в минуту, что делает такую укладку намного более быстрой, в сравнении с традиционным бетоном, со скоростью 60 см в минуту. Толщина одного слоя покрытия может доходить до 25 см, а ширина укладываемой полосы до 9 метров.

Через 3 дня после укладки полотна при помощи сверл будут взяты образцы бетона, задача этих образцов проверить плотность соприкосновения двух пластов бетона между собой, ну и вторично – проверить прочность самого бетона. Взятые цилиндры будут разрушенны вот таким образом в лаборатории.

Полотно готово к полной службе через 7 дней, а не через 28, как обычный бетон.

Кстати, интересный момент, копаясь в библиотеке и читая историю создания RCC я наткнулся на один очень занимательный труд. Дело в том, что еще в далеком 2003 году, в Великобритании, была опубликована книга, относительно опыта использования RCC в мире, под названием “Технология RCC в строительстве дамб”. Один из научных докладов был написан двумя московскими профессорами, относительно опыта проектирования дамбы в Анголе, под названием Капанда. Высота дамбы составляет 110 метров, длина почти полтора километра; тело дамбы было сделано из RCC, общим объемом 1.1 миллиона кубометров. Самое интересное, что дамба была спроектирована на закате советского времени. Россия использует интересные решения в строительных вопросах, но к сожалению, почему-то, не на своей территории и не для своего блага.

Такие дела, и такая интересная технология.

Кстати, про традиционную укладку дороги с использованием железобетона – на канале Как это сделано есть ролик на эту тему.

Ну а совсем скоро мы начнем строить дом в США, я расскажу и покажу вам весь процесс строительства.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector