Все о бетонных дорогах: преимущества и недостатки, материалы и технологии строительства

Как известно, основных бед в России всего две, и одна из них — это малое количество бетонных автодорог.

По статистике, доля бетонных дорог в России составляет порядка 2% от общей протяженности автомобильных дорог (которая насчитывает почти 1,5 миллиона километров). При этом в мире доля дорог из бетона — от 13 до 60%.

Однако в частном домостроении площадки и дорожки, наоборот, часто обустраиваются именно из бетона.

История возникновения бетонных дорог

Технология бетонирования дорог впервые стала использоваться в США в 1893 году. В 30-х годах ХХ века она пришла и в страны Европы. Благодаря тому, что бетонные дороги очень долговечны, технология стала популярной, и на сегодняшний день в США 60% федеральных трасс построены из бетона.

Интересно!

Бетонные дороги популярны не только в США: в Германии они составляют 38%, в Австрии — 46%.

Структура бетонной дороги

Структура выполненной из бетона дороги подобна слоеному пирогу. Насчитывается, как минимум, три основных слоя:

1. Подушка из щебня. Слой щебня обеспечивает свободное прохождение воды из грунта и при этом выполняет дополнительную функцию — равномерное распределение нагрузки от дорожной «одежды» и транспортного потока.
2. Подбетонка. Это нижний слой дорожного полотна, который служит для выравнивания поверхности. Обычно выполняется из бетона более низкого класса, чем верхний слой (В12,5).
3. Дорожная «одежда». Это верхний слой дорожного покрытия. Его толщина зависит от класса дороги и определяется проектом. Иногда дорожная «одежда» выполняется из готовых дорожных плит, что значительно сокращает сроки строительства.

В каком климате и при каком рельефе почвы бетонные дороги оптимальны.

Автомобильные дороги из бетона могут устраиваться на рельефе любого типа.

В гористой местности бетонная дорога повторяет рельеф. При строительстве автобанов рельеф выравнивается: срезаются холмы, засыпаются впадины, также строятся мосты и тоннели. При строительстве дорог в сложном климате климатические особенности тоже учитываются. Таким образом, бетонные дороги строят в самых разнообразных условиях климата и рельефа.

Плюсы и минусы дорог из бетона

Одним из главным плюсов выполненных из бетона автодорог является их прочность и долговечность. Если асфальтобетонные дороги служат всего порядка 10 лет при условии ежегодного ремонта, бетонные выдерживают 40–50 лет эксплуатации. Но это не единственное преимущество бетонного дорожного покрытия; есть и другие:

1. не требуется частый ремонт;
2. экстремальные погодные условия (проливные дожди, морозы, жара, перепады температур) не оказывают негативного воздействия;
3. покрытие не размягчается от жары;
4. дорога выдерживает высокие нагрузки, а значит, грузопоток может быть выше (если в России грузовик может перевозить 11 тонн, в странах Евросоюза аналогичный грузовик может везти до 38 тонн, то есть, на грузоперевозках по бетонным дорогам экономится топливо);
5. транспорт расходует при движении по бетонной дороге меньше топлива (экономия может достигать 20%), это происходит из-за того, что бетонная дорога от нагрузок не деформируется;
6. экономия топлива благоприятно сказывается на экологии;
7. отсутствие нефтепродуктов в составе бетона, а значит, экономия невосполняемых природных ресурсов.

Важно!

Подводя итоги, можно сказать, что бетонные дороги прочны, долговечны, устойчивы к неблагоприятным факторам, универсальны и экологичны.

Есть ли у них недостатки? Да, есть:

1. Основной недостаток — это высокая стоимость таких дорог. Поэтому экономия материалов здесь очень актуальна. Однако сейчас, с развитием цементной промышленности и новых технологий, стоимость бетонных дорог в России становится более приемлемой. Кроме того, в перспективе бетонные дороги, благодаря своей долговечности, более экономичны.
2. Длительный процесс строительства таких дорог. Бетону требуется, как минимум, неделя на отвердевание, в отличие от асфальта, которым можно пользоваться уже через 8 часов.
3. Жесткость покрытия, из-за чего оно может трескаться под влиянием нагрузок. Чтобы этого избежать, нарезают деформационные швы.
4. Сложный ремонт. Однако он бывает нужен не так уж часто, если покрытие изначально выполнено качественно и с соблюдением всех норм.

Популярны ли бетонные дороги в России, и почему

В России необходимость массового строительства бетонных дорог обсуждалась неоднократно, однако до сих пор дороги выполняются, в основном, из асфальтобетона.

Изначально причина такого предпочтения заключалась в том, что цементная промышленность была развита хуже, чем нефтяная, а битум, необходимый для изготовления асфальта, фактически, относится к отходам нефтяной промышленности и в России очень доступен, хорошо изучен и широко применяется.

Сейчас бетонные дороги уже не так и дороги в сравнении с асфальтовыми, но для перехода на бетонное строительство необходимо разработать новую документацию, внести определенные изменения в методику подсчета стоимости, проработать механизмы внедрения и так далее. То есть, на сегодня основная причина того, что мы не ездим по бетонным дорогам — это неповоротливость бюрократической машины.

Также остро встает вопрос соблюдения технологии строительства. Ведь на бетонной дороге «ямочный» ремонт невозможен, а качество покрытия завязано на качестве материалов и соблюдении технологии.

В чем разница между асфальтобетонными и бетонными дорогами

Весь комплекс отличий асфальтобетона от бетона завязан на типе связующего вещества.

Связующим в асфальте служит битум — вещество, которое является отходом нефтяной промышленности. Именно он и задает свойства асфальтобетона. Битум, в отличие от цемента, не имеет прочности, поэтому он проседает на неустойчивом грунте, плавится от жары, и мы получаем ямы и впадины на дороге, деформации от нагрузки. Как результат — сниженный грузопоток, высокая нагрузка на экологию, необходимость ежегодного ямочного ремонта и замены всего полотна примерно раз в 10 лет.

При изготовлении асфальтобетона битум тоже создает проблемы: его надо разогревать, его сложно смешивать с заполнителями, он требует специального оборудования. В условиях российского климата дорожные работы с применением асфальтобетона ограничены теплым сезоном. При строительстве бетонных дорог таких проблем нет: бетон прочный, он не плавится, его легко замесить, а применение современных добавок позволяет проводить бетонные работы даже при отрицательных температурах.

Советуем изучить: Для проведения рабт в морозы

Также следует отметить, что бетонное покрытие имеет более выраженные светоотражающие свойства, поэтому в темное время суток передвижение по нему более безопасное. Бетонная дорога обладает устойчивостью к образованию колейности.

Требования к дорожному бетону

На сегодняшний день бетонные покрытия применяются в следующих случаях:

1. дороги различного типа;
2. автомагистрали;
3. взлетно-посадочные полосы аэродромов;
4. разгрузочные площадки в портах;
5. причалы;
6. тротуары;
7. железнодорожные платформы;
8. автобусные остановки.

Интенсивность движения на современных дорогах чрезвычайно высока и постоянно возрастает. В связи с этим к материалам для изготовления бетонных дорог предъявляются очень высокие требования по прочности и долговечности.

При строительстве бетонных дорог используются только тяжелые бетоны, отвечающие требованиям ГОСТ 26633-2012 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия»:

1. Бетон для покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов должен соответствовать требованиям по прочности на сжатие и растяжение при изгибе.
2. Технологические показатели качества бетонных смесей должны соответствовать ГОСТ 7473 и дополнительным требованиям проекта производства работ.
3. Относительная плотность бетонной смеси в уплотненном состоянии должна составлять не менее 98% от расчетной.
4. Начало схватывания цемента для бетона покрытий и оснований должно наступать не ранее, чем через 2 часа.
5. В бетоне для покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов не допускается использовать цемент, обладающий признаками ложного схватывания, пластифицированный и гидрофобный.

Также применяется ГОСТ 27006-86.

Бетон для дорог должен иметь высокие характеристики по прочности на сжатие, на растяжение при изгибе, стойкости к истиранию, водостойкости и морозостойкости.

Важно!

Применяется бетон класса не ниже В20, а для аэропортов — В30. Бетонная смесь для таких ответственных объектов подбирается и испытывается в лабораториях.

Таблица. Требования к составляющим дорожного бетона (технологические показатели качества бетонных смесей должны соответствовать ГОСТ 7473 и дополнительным требованиям проекта производства работ)

Современные добавки для бетона позволяют получать бетонные смеси повышенной прочности, плотности, морозостойкости и водостойкости.

Одной из таких добавок является суперпластификатор CemBase производства CEMMIX. Суперпластификатор — это добавка, которая сочетает пластифицирующие свойства с другими. В данном случае, CemBase является не только пластификатором, но и гидрофобизатором, и ускорителем набора прочности бетона. Поэтому применение CemBase позволяет достигнуть следующих целей:

1. повышение подвижности, растекаемости и удобоукладываемости бетонной смеси, что позволяет снизить трудозатраты при укладке и получить более плотный бетон с меньшим количеством пор и меньшим их диаметром (этот показатель влияет также на прочность, водостойкость и морозостойкость готового бетона);
2. удобство при работе с густоармированными конструкциями;
3. повышение долговечности бетона;
4. более быстрый набор прочности;
5. водоредуцирующие свойства (смесь не расслаивается);
6. экономия порядка 10% цемента, что в условиях дорожного строительства может составлять гигантские суммы.

Каталог продукции CEMMIX

CemAqua 5л

Водоотталкивающая добавка для строительных растворов

CemBase 5л

Cпециализированная высокоэффективная добавка для фундамента.

Суперпластификатор CemBase поставляется в удобной для дозирования и добавления в бетонные смеси жидкой форме; его можно приобрести оптом от производителя либо в розничных торговых сетях, например, в «Леруа Мерлен» и в интернет-магазинах. Благодаря невысокой стоимости и экономичности CemBase, стоимость добавки многократно перекрывается выгодой от ее применения (в частности, экономией цемента).

Помимо многофункциональных пластификаторов, целесообразно применять и другие добавки, например, CemAqua для получения водонепроницаемого бетона.

Советуем изучить: Гидрофобизаторы для бетона

Серьезным недостатком бетонного дорожного полотна является подверженность образованию трещин. С этой проблемой борются, нарезая деформационные швы. Также современным решением проблемы можно считать добавление в бетонную смесь базальтовой или полипропиленовой фибры, которая обеспечивает объемное армирование покрытия и значительно увеличивает его прочность.

Советуем изучить: Для замены арматуры

Технология устройства дороги из бетона: основные моменты

Устройство дороги из бетона включает несколько этапов.

Этап 1. Подготовительные работы

На этом этапе производится выравнивание грунта, устройство дренажа (водоотведения), уплотнение грунта. Плодородный слой полностью снимаетсяя, дорожное полотно планируется с небольшим уклоном для стока воды.

Этап 2. Подстилающие слои

На подготовленное основание укладывается и уплотняется подушка из песка, затем слой щебня. Между песком и щебнем укладывают геотекстиль.

Эти слои играют роль дренажа, а также служат для распределения нагрузок по дорожному полотну.

Толщина слоев может составлять 20–40 см и зависит от высоты залегания грунтовых вод.

Этап 3. Изготовление опалубки

Опалубку собирают из пиломатериалов. Высота ее составляет 10–15 см, а толщина досок — не менее 50 мм. Если планируется применение тяжелой техники для уплотнения, опалубку изготавливают из стали.

Для повышения устойчивости дорожного полотна к изгибающим нагрузкам в некоторых случаях бетон на дороге армируют. Для этого используют арматуру периодического профиля А400 или А550 (по проекту) диаметром не менее 10 мм, которую связывают в сетку с ячейкой 150 мм, а также фибру.

Каталог продукции CEMMIX

CemFibra 150гр.

Универсальное полипропиленовое армирующее волокно для добавки в раствор.

Фибра базальтовая CemFibra R, пакет 1000г.

Базальтовая фибра (из ровинга),  предназначена для объёмного армирования бетонов, строительных растворов и композиционных материалов.

Этап 4. Укладка бетонной смеси

Бетонные работы в данном случае должны производиться непрерывно, поэтому бетонную смесь заказывают на заводе и непрерывно подвозят к месту строительства.

Важно!

Применение суперпластифицирующих добавок, таких, как CemBase, позволяет продлить срок жизни бетонной смеси и без опасений транспортировать ее.

Вначале заливается нижний слой из бетона классом пониже, чтобы выровнять поверхность.

Затем заливают верхний слой из бетонной смеси с более высокими характеристиками и сразу разравнивается.

После этого полотно уплотняется вибропрессовальными машинами. Трудоемкость и длительность этой операции можно значительно снизить, применяя пластификаторы.

Советуем изучить: Пластификаторы для бетона

Этап 5. Нарезка швов

После того, как уложенный бетон наберет 50–60% расчетной прочности, специальным инструментом — машиной для нарезки бетона — нарезают деформационные швы, которые необходимы для компенсации температурных расширений и предотвращения появления трещин от нагрузок.

Затем швы заполняют битумно-полимерными герметиками, чтобы защитить дорожное покрытие от проникновения воды.

Этап 6. Нанесение текстуры

На готовое полотно наносится текстура по типу алмазной насечки, чтобы сделать поверхность более шероховатой.

Топ приемов, повышающих износостойкость бетонного дорожного полотна:

1. Для защиты дорожного полотна от разрушения иногда применяют специальные полимерные пропитки, однако для скоростных магистралей они не подходят, так как снижают сцепляемость полотна с шинами автотранспорта. Другой метод защиты — укладка поверх бетона асфальтового слоя износа. Этот слой защищает основное полотно, а при появлении дефектов его можно легко отремонтировать.
2. Для повышения прочности на изгиб в бетонную смесь добавляют базальтовую или полипропиленовую фибру.
3. Для повышения прочностных характеристик бетона и экономии цемента используют добавку CemBase.

Бетонные автодороги по многим показателям выигрывают у асфальтовых. Они прочнее, долговечнее, экологичнее, а с развитием цементного производства становятся все более доступными по стоимости. Сделать бетонное дорожное покрытие более прочным и качественным и при этом сэкономить цемент — может ли такая задача быть реальной? Да, если использовать современные добавки для бетона CEMMIX.