Бетонные дороги — строительство в России и СНГ, плюсы и минусы

Бетонные дороги появились в Европе и США достаточно давно, но широкого распространения в России они не получили. Это связано с дороговизной технологии и массой сложностей на этапе строительства. Однако при обустройстве частных площадок и подъездов к домам подобное решение является достаточно интересным.

Преимущества и недостатки

Дорога из бетона имеет как достоинства, так и недостатки. К положительным сторонам относят следующие пункты:

1. Бетонные сооружения обладают высокой прочностью и не нуждаются в ремонте. Заявленный срок службы превышает 40 лет. Для сравнения, асфальтовое покрытие прослужит только 10 лет.
2. Перемещаясь по дороге из бетона, транспортные средства расходуют меньше топлива. Подобная особенность обусловлена тем фактом, что при движении тяжелой спецтехники бетон не деформируется.
3. Покрытие не боится агрессивных воздействий и климатических изменений. Оно демонстрирует высокую устойчивость к сильным осадкам или резким скачкам температуры.
4. Защита окружающей среды от вредных выбросов. Поскольку расход горючего при езде по бетонной дороге сокращается, число выбрасываемых в атмосферу выхлопных газов тоже уменьшается.

Еще к плюсам дорог из бетона относят экономичный расход природных ресурсов. В качестве исходного сырья для производства материала используется известняк, а не нефть. Однако, кроме достоинств, у технологии есть и минусы.

Среди них:

1. Дороговизна. Покрытие из бетона стоит намного дороже, чем асфальтовый вариант.
2. Сложности ремонта дорожных покрытий. В случае повреждения основания понадобится замена целой бетонной плиты.
3. Вероятность скольжения. При сильных осадках поверхность становится скользкой.

Преимущества бетонных дорог

Такие покрытия обладают определенными достоинствами:

• дорога из бетона отличается хорошей прочностью, в ремонтных работах не нуждается. Покрытие способно эксплуатироваться не менее четырех десятков лет, а для асфальта этот срок ограничен десятилетием с ежегодными ремонтами;
• автомобильная техника расходует меньшее количество горючего. Связано это с тем, что во время движения большегрузного автомобиля дорожный бетон не подвергается деформированию, от чего транспортному средству необходимо для перемещения на пятую часть топлива меньше;
• покрытие отличается устойчивостью к резким изменениям климатических условий. На него не оказывают влияния проливные дожди либо резкие перепады температурного режима;
• происходит сохранение чистоты воздуха, ведь автомобилям необходимо меньшее количество горючего, выхлопные газы которого загрязняют окружающую среду;
• природные ресурсы расходуются экономно. Для изготовления бетона необходим известняк, а для получения асфальта используется нефть.

Отличие асфальта и бетона

Недолговечность асфальта перед бетоном обусловлена следующими особенностями:

1. Асфальт производится на основе песка, щебня и минеральных добавок, а в качестве связующего компонента используются битумные полимеры.
2. Изготовление бетона подразумевает использование песчано-гравийной смеси, которая состоит из цемента и присадок.

Основное отличие двух покрытий — тип вяжущих элементов в составе. В отличие от цементной смеси битумное сырье не обеспечивает монолитного соединения и может проседать под воздействием больших нагрузок или просадки почвы. Бетон лишен таких недостатков.

Структура дорожного полотна

Начиная строительство бетонных дорог, нужно разбираться в особенностях структуры полотна. Оно включает в себя такие слои:

1. Подстилающий. Состоит из дренажного щебня и песка, который компенсирует нагрузки с нижней и верхней части.
2. Укрепляющий. Для изготовления этого слоя используют бетон низкой марки. Он предназначается для связки подсыпки.
3. Основной слой. Производится на основе бетона.

Если выполняется обустройство автомобильных магистралей, по которым ездят тяжелые транспортные средства, принято использовать ненапряженный и напряженных железобетон с усиленным армированием. Наличие металлических элементов предотвратит деформацию камня под воздействием интенсивных нагрузок.

Для реализации частных задач и организации полотна на почве с высоким размещением грунтовых вод выполняется комплексная гидроизоляция полотна. В качестве этой основы используется рубероид. Он препятствует намоканию бетона и защищает камень от коррозийных процессов.

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.

Материалы для устройства полотна из бетона

В качестве основного материала для организации дорожных покрытий используется бетон марки М400. Его прочностные свойства обеспечивают максимальную устойчивость к большим нагрузкам от грузового и легкового транспорта.

Бетонный раствор создается на базе водостойкого портландцемента и воды. Еще в состав вносят пластифицирующие добавки, которые поднимают гидрофобность и прочность, а также щебень (5 частей) и песок (2 части).

Для бетонирования целесообразно использовать готовый заводской материал, поскольку даже маленькая площадка требует большого количества раствора, который заливается порциями.

Используемые для дороги материалы отличаются эксплуатационными свойствами в зависимости от нагрузок и способа укладки.

Что учитывать при строительстве?

В зависимости от рельефа местности, где строится бетонная дорога, применяется соответствующая технология. Например, строительство магистралей в горной местности предполагает создание некой равнины путем среза холмов и засыпкой впадин, а сквозь горные массивы прокладываются туннели. Через водоемы воздвигаются мосты, а над оврагами сооружаются эстакады. При небольших неровностях в ландшафте укладка автодорог может повторять местный рельеф.

Туннель сооружается в случае необходимости прокладки пути сквозь горный массив.

Для безопасности движения и поддержания определенного темпа скорости при строительстве дорог стремятся избежать крутых поворотов, спусков и подъемов.

Стоимость бетонной дороги в разы выше асфальтной, однако срок службы полностью оправдывает затраченные на строительство средства. К тому же бетонированная дорога при качественной укладке не потребует капремонта как минимум 10 лет с момента сдачи в эксплуатацию. Кроме этого, бетонирование автомагистралей имеет ряд преимуществ по сравнению с асфальтированием:

• Простота приготовления бетонного раствора.
• Заливка полотна занимает немного времени.
• Гладкая и ровная поверхность обеспечивает хорошее сцепление с автошинами.
• Цементобетонное покрытие отличается прочностью, на нем не остаются следы от колеи при высоких нагрузках, как на асфальтированной, и срок службы гораздо дольше.
• Обладает отражающими свойствами, что положительно сказывается на видимости в темное время суток.

Технология использования плит

Производство дорожных плит выполняется по особой технологии в такой последовательности:

1. Создание температурных швов.
2. Обустройство подстилочного слоя.
3. Уплотнение слоя.

В первую очередь необходимо сделать температурные швы, разделив секции для заливки. Все пустоты заполняются картоном или мягкой древесиной, которая поглощает энергию. Гидроизоляционный слой устанавливается на глубине 40-50 мм с помощью герметичного вещества. Оно будет препятствовать проникновению мусора или камней под покрытие, которые могут разрушить его.

При отсутствии резких климатических изменений между швами выдерживают дистанцию в 20-30 м. Степень прочности длинных плит составляет 50%, а коротких — 85%. Прочностные показатели оцениваются по устойчивости покрытия к появлению трещин.

Стальные элементы пропускаются через боковые грани специальным механизмом. Две дорожные полосы должны обладать шириной от 6 до 9 м. Еще между ними фиксируется усадочно-температурный шов, который исключает образование трещин.

На следующем этапе устанавливается подстилочный слой, который закрывается гидроизоляцией и увлажняется. Бетон нужно заливать за один прием, поскольку раствор недолговечный. Разбавлять состав водой не разрешается, поскольку она портит начальные эксплуатационные характеристики материала.

Заводской материал доставляется к стройплощадке прямо с завода, где производится замес. После выгрузки смеси задействуется специальная техника с лопастями, которые выполняют выравнивание поверхности. Каждый слой должен тщательно прорабатываться, чтобы сохранять одинаковую плотность. При использовании арматуры нужно заливать слой по 40 мм, а потом закреплять сетку и опалубку.

На последнем этапе производится уплотнение бетона с помощью вибрационного оборудования. Степень пластичности зависит от подвижности. Если бетон затвердеет, его нужно полить водой для предотвращения трещин. Потом наносится слой песка и закрепляется мешковина, препятствующая испарениям.

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.

Строительство

Любая бетонная дорога строится в несколько этапов. Чтобы покрытие было максимально качественным, необходимо разбираться в специфике всех мероприятий и пошаговом руководстве.

Подготовка грунта

Для начала следует провести подготовительные работы, связанные с обработкой земли. Они начинаются после составления проекта и получения результатов геологического исследования региона. В таком случае бетонирование будет осуществляться горизонтальным образом с изъятием небольших холмов.

При обустройстве крупной автомагистрали плодородную почву нужно снять в полном объеме. А если нужно организовать подъезд к дворам, достаточно изъять 15-20 см почвы. Созданную подушку нужно уплотнить катком и массивным виброуплотнителем.

На подготовительном этапе важно позаботиться о наличии системы дренажа, которая будет эффективно отводить грунтовую и дождевую воду. Для этого создается небольшой уклон от 2 до 4 градусов, а в боковой части полотна фиксируются бетонные желоба или делаются откосы.

Укладка подстилочного слоя

Дальше выполняется организация песчаной подушки. Ее толщина может варьироваться от 20 до 40 см. Некоторые компании исключают этот этап, однако наличие подстилки способствует улучшенному дренажу и предотвращает размытие почвы при отрицательных температурах.

Еще такой слой обязателен для дороги, которая сооружается на глиняной, торфяной или другой почве, не пропускающей влагу. Нередко подстилку засыпают крупными камнями и гравием, а потом выравнивают катком.

В процессе выравнивания поверхности нужно помнить о запроектированных уклонах. Каменную засыпку дополнительно укрепляют цементным раствором или гранулированным шлаком с негашеной известью и золой.

Монтаж опалубки и армирование

Чтобы соорудить опалубку, понадобится взять деревянные доски, их высота должна соответствовать высоте заливки смеси и составлять 10-15 см. После выбора оптимальных размеров нужно установить по краям бетона ребра жесткости. Каждая часть опалубки обрабатывается специальным раствором, позволяющим быстро отсоединить ее от застывшего бетона.

К щитам из древесины предъявляют ряд требований по прочности. Если в процессе строительства задействуется спецтехника, лучше делать стальную опалубку. Она обладает увеличенной прочностью и долговечностью. В основе всех элементов лежит подошва с повышенной устойчивостью к большим нагрузкам.

Секции опалубки выставляются в одну линию и надежно закрепляются. Такое условие является обязательным при вибрировании тяжелыми механизмами.

Процесс армирования подразумевает использование металлической сетки с ячейками по 150 мм. Подобный материал предотвратит расширение или деформацию полотна в процессе эксплуатации.

Бетон армируют на этапе заливки, фиксируя металлические элементы на высоте 3-4 см от нижнего уровня. Перед этим материал выравнивается.

Укладка бетонного покрытия

Следующий этап заключается в заливке бетонного раствора по периметру. Действие нужно выполнять за один прием или в несколько этапов в случае проведения армирования.

Поскольку бетон скоро твердеет, его нужно наносить максимально быстро и качественно. В противном случае эксплуатационные свойства материала будут ухудшены. Для обустройства автомобильных магистралей используется заводской бетон, который доставляется на стройплощадку тяжелой спецтехникой.

Раствор выгружается по 1 м³ и разравнивается для получения одинаковой плотности. Специалисты рекомендуют укладывать полотно в 2 ил 3 слоя. Для уплотнения смеси используют специальные механизмы и вибрационное оборудование. После обработки одной площадки специалисты переходят к следующей.

При наличии этапа армирования виброприбор размещается в 5-7 см выше верхнего края. Оборудование дополнительно оснащается разравнивающими механизмами. Бетонная смесь должна быть пластичной и подвижной, но не жидкой. В противном случае она будет вытекать через щиты опалубки и станет некачественной.

Нарезка и герметизация температурных швов

Незаменимым этапом работ по обустройству дорог является нарезка и организация деформационных швов. Их устанавливают после получения 50-60% прочности, когда полотно с легкостью выдерживает вес рабочего оборудования и специальной техники.

Еще эти швы компенсируют проблему температурного расширения, защищая покрытие от повреждения в случае сильных морозов. Для распиловки плит используется специальный инструмент, а дистанция между каждой зоной выбирается по проекту. В большинстве случаев толщину монолита нужно умножить на 30.

Этапы работы

Отвод воды

С помощью желобов с полотна будет отводиться лишняя влага.
Водоотведение повышает срок эксплуатации дорожного полотна. Вода на дороге представляют собой опасность в виде брызг, ухудшающих обзор водителю транспортного средства. Со снижением температуры она превращается в лед, тем самым разрушая покрытие. Во избежание пагубного действия осадков, еще на этапе подготовки грунта создается небольшой наклон дорожного полотна, прокладывается дренажная система, места возможного скопления воды разравниваются. Вдоль дороги обустраиваются желоба или откосы для стока воды в грунт или приемник.

Подстилочный слой

Создание песчаной подушки препятствует появлению трещин и впадин, существенно улучшает дренаж. А также она вбирает в себя избыток влаги, проступающей на поверхность. Подстилочный слой из песка имеет толщину 20—40 см. Засыпается крупными камнями или гравием в случаях, когда грунт накапливает воду и содержит в себе глину или торф. Камни при этом скрепляются вяжущими средствами, такими как цемент, известняк или золя. Подкладка из геотекстиля защитит от растений.

Сбор опалубки

Перед заливкой материала должна быть установлена опалубка.
Каркас для заливки сооружается исходя из ее высоты. При этом для повышения прочности учитывается необходимость на краях ребер. Доски для опалубки должны быть не менее 50 мм толщиной. После установки они покрываются специальной жидкостью, облегчающей распалубку. Если планируется применение тяжелой вибротехники, для предотвращения деформации опалубку изготавливают из стали. По внешней стороне короба фиксируются металлическими штырями и выстраиваются в одну линию. При строительстве пешеходных тротуаров или стоянок опалубкой могут быть бордюры.

Заливка дорожного полотна

Любые изделия из бетона, в том числе и дороги, необходимо заливать быстро и непрерывно, препятствуя схватыванию на необработанных участках. С этой целью заранее заготавливается необходимое для строительства количество в полном объеме. При масштабном строительстве зачастую поблизости монтируются мобильные установки для замеса раствора, делается это для сокращения расходов на транспортировку.

Финишный слой раствора должен покрыть армировку.

В среднем толщина бетонированной дороги составляет 12 см. На основание с подсыпкой заливается бетон М200-М300, а на него в два слоя укладывается материал марки М400. Толщина первого слоя варьируется от 30 до 40 мм, поверх него проводится армирование и заливается финишный слой. Сразу после заливки проводится вибропрессование, которое уплотняет покрытие и удаляет из него воздух.

Финишная обработка

Как только бетон наберет примерно половину своей прочности и сможет выдерживать вес человека, он нарезается на сегменты для предотвращения образования трещин. При изменении температуры бетон сжимается или расширяется, поэтому нарезаемые швы получили название температурных. Для защиты от воды они заполняются герметиком. Дополнительная обработка не требуется, когда технология укладки и подготовительные работы были выполнены правильно. В заключение наносятся рельефные разметки и устанавливаются лежачие полицейские.

Уход за дорожным полотном

Для защиты бетонной поверхности от преждевременного разрушения необходимо обеспечить ей правильный уход. Согласно существующим нормам, дорогу можно открывать для общего использования только через 28 суток с момента заливки, поскольку за этот термин раствор набирает заводскую прочность.

Чтобы предотвратить деформацию полотна, его дополнительно обрабатывают полимерами, создающими водонепроницаемую пленку. Однако они ухудшают сцепление колес транспортного средства с дорогой из-за снижения шероховатости. Такая особенность считается негативной для скоростных магистралей, поэтому некоторые компании оставляют поверхность нетронутой. При соблюдении правил подготовки почвы и укладки плиты будут оставаться невредимыми в течение многих лет.

Если на покрытии появляются трещины, необходимо грамотно удалить их. Небольшие нарушения заделываются шпатлевкой, а крупные деформации — бетонным раствором. Однако трещину нужно расчистить и увлажнить.

Если появится разлом, понадобится снять весь участок. Проблема возникает при нехватке уплотнения.

Требования к качеству

Существует ряд требований, которые предъявляются к качеству бетонной дороги. Они определяются типом и свойствами сырья, используемого в процессе замеса. Так, минимальная прочность щебня для финишного покрытия должна составлять не меньше 1200 кг/см², а для подушки — 800-1000 кг/см².

Степень подвижности должна соответствовать уровню 2 см при конусном исследовании. Чтобы предотвратить отклонение от требуемого уровня, рекомендуется добавлять в состав раствора минеральные включения с разной величиной.

Еще бетон должен обладать высокой прочностью на изгиб. Она достигается путем введения пластификаторов и армирования. Качество бетонной дороги регламентируется стандартом СНиП 3.06.03-85 «Автомобильные дороги».

Этот документ учитывает следующие требования:

1. Устойчивость к большим механическим нагрузкам. Точные значения определяются индивидуальными свойствами полотна.
2. Исключение трещин после заливки и интенсивного использования. Для предотвращения проблем с растрескиванием необходимо соблюдать технологию монтажа и грамотно выбирать соотношение компонентов в растворе.
3. Водостойкость и неуязвимость к воздействиям химических сред. Автомобильные магистрали обустраиваются в разном рельефе и с разным качеством грунтов. Они должны защищаться от разрушительного воздействия воды и обладать хорошей дренажной системой. В противном случае полотно может деформироваться и стать непригодным для эксплуатации.

Покрытие дороги бетоном является популярной технологией, которая широко распространена в разных странах мира. В Москве и других регионах России метод стал использоваться относительно недавно. Однако он продолжает обретать популярность и внедряется в разных областях страны.

Сколько служат бетонные автомобильные дороги в Москве и Московской области

Бетонные дороги на участке с повышенными нагрузками могут эксплуатироваться на протяжении 25-40 лет без ремонта и даже дольше, причем с точки зрения водителей комфортность езды не снижается. И это при том, что средний срок службы асфальтобетона – 8 лет, а затем все покрытие нуждается в полной замене. Без учета фактора долговечности стоимость бетонных дорог может показаться чересчур завышенной, однако на практике это не так, поскольку затраты на содержание и ремонт в процессе эксплуатации минимальны.

Источник: furnilux.ru