Бетонные дороги: новый уровень комфорта и безопасности

Бетон является популярным строительным материалом, широко применяемым, в том числе, при укладке дорожного полотна. Но в России доля бетонных дорог не превышает 2-3%. В то же время при обустройстве частных владений дорожки и площадки чаще всего возводятся именно из бетона, который также применяется для производства плит до дорожек.

История появления

Впервые технология бетонирования дорог была использована в США в конце 19 века. В 30-е годы 20 века технология пришла в страны Европы. Долговечность бетонных дорог, превышающая 50 лет, сделала их популярными. Сегодня доля бетонных федеральных трасс в США составляет порядка 60%, в Германии — достигает 40.

Структура

Дорожное полотно состоит из нескольких слоев:

• Подстилающий представляет собой подушку из щебня, который обеспечивает свободное прохождение и дренаж воды из грунта, а также равномерное распределяет нагрузку от дорожной «одежды».
• Укрепляющий (подбетонка) — нижний слой дорожного полотна, служащий для выравнивания поверхности и выполняющийся из бетона низких марок.
• Дорожная «одежда» — верхний слой дорожного полотна, толщина которого зависит от класса магистрали и определяется на этапе проектирования.

Достоинства и недостатки покрытий

• Основными достоинствами бетонных дорог является прочность и жесткость, а, соответственно, долговечность, что отличает покрытий, созданных с помощью штампов для печатного бетона. Срок службы асфальтобетонных дорог при условии ежегодного ремонта составляет порядка 10 лет, бетонные выдерживают безремонтную эксплуатацию на протяжении 20 лет.
• Кроме этого, бетонным дорогам не страшны экстремальные атмосферные условия: морозы, жара, температурные перепады, проливные дожди.
• Отличает их и стойкость к значительным нагрузкам, поэтому грузопоток может быть выше, а это позволяет экономить топливо на грузоперевозках, что положительно сказывается на экологии. Большие нагрузки не приводят к деформации полотна.
• Бетонные дороги не боятся нагрева, они не размягчаются от жары.
• В составе бетона отсутствуют нефтепродукты, что демонстрирует экономию невосполняемых природных ресурсов.
• Поверхность покрытия отличает небольшая шероховатость, что обеспечивает хорошее сцепление дорожного полотна и автомобильных колес, а это увеличивает безопасность передвижения. Колеса на дороге стоят стабильнее и увереннее, без
  заносов, даже в дождливую погоду.

Но и недостатков у бетонных дорог достаточно, кроме этого, они весомые. Основным минусом является большая стоимость строительства. Но развитие цементной промышленности делает финансовые затраты более приемлемыми. Кроме этого, благодаря собственной долговечности бетонные дороги становятся еще менее дорогостоящими. Длительный процесс строительства, бетону необходимо минимум 7 дней для отвердевание. Необходимо дождаться полного набора прочности бетона перед запуском дороги в эксплуатацию. Из-за собственной жесткости покрытие может трескаться под воздействием нагрузок, поэтому требуется формирование деформационных швов. Сложный процесс ремонта, который необходим нечасто, но при условии, что покрытие выполнено качественно и строго в соответствии с технологией подбора компонентов и приготовлением раствора.

Сравнение с асфальтобетоном

Отличия асфальтобетона и бетона обусловлены типом связующего вещества. В первом случае связующим компонентом для смеси из песка, щебня и минеральных наполнителей выступает битум — вещество, являющееся отходом нефтяной промышленности, которое и задает основные характеристики покрытия. В бетоне связующим веществом в песчано-гравийной смеси является цемент. Битум в отличие от цемента не имеет прочности, поэтому проседает на неустойчивых грунтах и плавится от жары, что приводит к образованию впадин и ям, деформациям от нагрузок. Результатом чего является необходимость ежегодного ремонта и периодической (примерно раз в 10 лет) замены всего полотна, сниженный грузопоток и высокая нагрузка на экологию.

В процессе изготовления асфальтобетона битум необходимо разогревать, затем смешивать с наполнителями, что вызывает сложности и требует наличия специального оборудования. Российский климат ограничивает время проведения строительных работ только теплым сезоном. Строительство бетонных дорог не вызывает таких сложностей, бетон не плавится, он легко замешивается, современные добавки делают возможным проведением работ при отрицательных температурах окружающей среды. Но и асфальт имеет некоторые преимущества перед бетоном. Прежде всего, это величина финансовых затрат. Также дороги из асфальта готовы к эксплуатации через 8 часов, в то время как бетонным требуется минимум неделя. Кроме этого, асфальт отличает высокая ремонтопригодность

Требования к бетону для дорог

Бетон применяется при строительстве дорог различного назначения, автомагистралей, тротуаров и пешеходных дорожек, стоянок для автомобилей и другой техники, железнодорожных платформ, взлетно-посадочных полос, автодромов, причалов и разгрузочных портовых площадок, набережных и прибрежных дорог. Интенсивность эксплуатации дорожных полотен высока и продолжает увеличиваться. Поэтому к качеству, прочности и долговечности полотна предъявляются высокие требования (добиться высокого качества бетонной поверхности возможно посредством обработки специальной шлифмашиной, аренду которой предоставляют следующие компании).

При строительстве используются только тяжелые бетоны, отвечающие требованиям ГОСТов 26633-2012. «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия» и 27006-86 «Бетоны. Правила подбора состава». Качество покрытия определяют составляющие компоненты раствора, к которым также предъявляются определенные требования. Они должны соответствовать определенным стандартам, для цемента — ГОСТ 10178-85, песка — 8736-93 и 26633-91, щебня — 8267-93, вода — 23732-2011, добавок — 24211-2008.

Для какого рельефа подходят

Бетонные дороги возможно обустроить на любом рельефе. Бетонная дорога при обустройстве гористой местности повторяет рельеф. При возведении скоростных автомагистралей рельеф выравнивается. Не существует ограничений и по атмосферным условиям. Но сложный климат требуется учитывать при выполнении работ.

Причины непопулярности в России

В качестве причин практически полного отсутствия бетонных дорог в России можно рассмотреть несколько факторов:

• Необходимость разработки новой документации, внесения изменений в методику расчета стоимости, создания механизмов внедрения и другие факторы, относящиеся в сфере бюрократии.
• Неготовность отрасли работать с бетоном. Во-первых, недостаток количества подрядных компаний, обладающих опытом выполнения работ по строительству бетонных работ. Во-вторых, отсутствие у подрядчиков необходимой техники, которая используется входе возведения взлетно-посадочных полос. В-третьих, малое количество проектных компаний с опытом разработки ПСД для бетонных покрытий. В-четвертых, необходимость подготовки персонала. В-пятых, битум хорошо изучен, широко применяется и доступен. Специалистам понятно, что делать с дефектами асфальтовых покрытие, чего не скажешь о бетонных полотнах.
• Необходимость четкого соблюдения технологии. Допускать ошибки при работе с укладкой асфальта более безопасно. Если при строительстве бетонной дороги была нарушена технология, применялись некачественные материалы, покрытие не получало соответствующего ухода, то потребуется замена целого фрагмента покрытия.

Технология устройства

Строительство бетонной дороги осуществляется в несколько этапов:

1) Подготовительные работы, в процессе которых выполняется разработка проекта, разметка территории, выравнивание и уплотнение грунта, обустройство дренажа. Плодородный слой грунта полностью удаляется.

Важно! Дорожное полотно строится с небольшим уклоном в 2-4% для стока дождевой и талой воды.

2) Укладка подстилающего слоя. На подготовленное основание укладывается и уплотняется слои песка и щебня, между которыми располагается геотекстиль. Данные слои выступают в роли дренажа и служат для распределения нагрузки по дорожному полотну. Толщина слоев варьируется в диапазоне от 20 до 40 см. и зависит от глубины залегания грунтовых вод.

3) Монтаж опалубки из пиломатериалов, досок. Высота составляет 10-15 см. Толщина досок должна составлять не менее 50 мм. Возможно использовать толстую фанеру. Доски и фанера фиксируются арматурными стержнями, вбитыми к землю с внешней стороны опалубки. Если для уплотнения предполагается применение тяжелой техники, то опалубка монтируется из стали.

Справка. Для увеличения стойкости полотна к изгибающим нагрузкам, выполняется армирование бетона. Для этого используется арматура периодического профиля А400 или А550 диаметром минимум в 10 мм., которая связывается в сетку с ячейками в 150 мм., и фибра. Армирующая сетка, которая продается следующими компаниями, должна располагаться в нижней части монолита, поэтому укладка изделий в бетон осуществляется на высоте не менее 4 см. от нижней плоскости.

4) Укладка бетонного раствора производится непрерывно, поэтому смесь заказывается на заводе и подвозится к место строительства. При строительстве крупных дорог вблизи объекта располагаются временные мобильные цеха, производящие раствор, что сокращает транспортные расходы. Вначале заливается нижний слой, служащий для выравнивания поверхности, из бетона классом ниже. Затем заливается и сразу выравнивается верхний слой из смеси с более высокими характеристиками. Полотно уплотняется вибропрессовальными машинами. Нанесение рельефного рисунка самодельными штампами по технологии печатного бетона также подразумевает несколько этапов работ.

5) После набора монолитом 50-60% расчетной прочности, машиной для нарезки бетона формируются деформационные швы, необходимые для компенсации температурных расширений и предотвращения образования трещин.

Справка. Температурные швы располагаются на расстоянии, определенном расчетами. Например, толщина покрытия х 30.

Для предотвращения проникновения влаги в плиту через швы, они заполняются герметиками.

Уход и профилактика

• Для предотвращения разрушения дорожного полотна выполняется защита полимерными пропитками, образующими водонепроницаемую пленку на поверхности. Но они снижают шероховатость дороги, а, соответственно, и сцепление с колесами, что является отрицательным качеством для автобанов, поэтому нередко полотно не подвергают дополнительной обработке.
• Еще одним способом защиты полотна является укладка слоя износа. На бетон наносится асфальт, обеспечивающий сцепление колес с покрытием и продлевающий срок службы магистрали. Асфальтовое покрытие при образовании дефектов возможно легко и недорого отремонтировать.
• Появление трещин, требует предпринятия мер по их устранению. Для заделки небольших дефектов используются специальные шпатлевки, для глубоких повреждений — раствор бетона. Независимо от типа дефекта, трещина перед введением заполнителя расчищается и увлажняется. При возникновении разлома необходимо удалять весь участок дорожного полотна.

Особенности эксплуатации и ремонта

Ремонт бетонного полотна отличается сложностью реализации. Ремонт ямочного типа в данном случае невозможен. Бетон необходимо убирать на внушительном отрезке и выполнять новую укладку, что является большим риском из-за высокой стоимости. Поэтому компаний, желающих браться за строительство бетонных дорог мало. В городах и небольших населенных пунктах продолжают укладывать асфальт именно из-за особенностей восстановительных работ и возможности проведения ямочного ремонта. В случае с бетонными дорогами муниципалитетам и населению работы с подземными коммуникациями стоили бы слишком дорого.

Зимой бетонным дорогам требуются особые реагенты, цена которых в несколько раз превышает стоимость традиционных. Однако, бетонные дороги все равно требуют меньших затрат для обслуживания, чем покрытия из асфальта. Да и реагенты требуются не везде и не всегда.

Вопросы вызывает использование шипованной резины. Данных о том, как шипы воздействуют на бетонное покрытие, нет. Востребованность шипованной резины в США и Европе не так высока, как в России.

Где заказать

На отечественном рынке представлено малое количество компаний, выполняющих работы по строительству бетонных дорог. А заказать строительство бетонных дорожек возможно у сотрудников следующих компаний.