Бетонная дорога технология строительства

Технология «вайтопинг» — quick wins для бетонных дорог

Как можно ускорить строительство бетонных дорог, да еще и сэкономить на этом?

Тема бетонных дорог зависла в ожидании. Ключевой вопрос сейчас в том, по какому пути пойдет новое правительство — мы будем строить долговечные дороги или же хотим показать quick wins?

В Украине уже началось строительство бетонных дорог: Днепр-Харьков (в районе Решетиловки), объездная Житомира, Кропивницкий-Николаев. Эти проекты покажут людям, что у нас есть альтернатива асфальту. Никто не говорит о том, что 100% дорог должны быть бетонными. Это должен быть компромисс, который суммарно даст нам сеть автомобильных дорог, которые будут служить как можно дольше.

Очевидно, что бетонные дороги — это конкуренция. И не столько для «бетонщиков», сколько для «битумщиков». За прошлый год в Украину ввезли битума на 6,2 млрд грн. Согласно данным Госстата, доля импортного битума составляет 94%. Практически весь он из нефти российского происхождения, однако произведен в Беларуси, странах Балтии, Словакии. За последние несколько лет цена на битум выросла в несколько раз. Такой резкий рост — первый признак монополии. Вторая причина — спрос. Сегодня реально идет строительство дорог за государственные деньги. При желании быстрее выполнить подряд не останавливает даже цена. На этом спекулируют. При таком повышении цен, «на старте» бетонная дорога и асфальтная уже практически сравнялись в цене. Но, если говорить о перспективе 20 лет, то содержание бетонной дороги обойдется на 70% дешевле.

Когда мы говорим о технологиях строительства бетонных дорог, есть три основных варианта:

Первый — литой бетон. Так называемая классическая бетонная дорога, которая укладывается с помощью бетоноукладчика. В Украине уже работают около десятка компаний, которые могут строить дороги по такой технологии. И речь сейчас как об отечественных, так и о зарубежных фирмах.

Второй — укатанный бетон. Это тот же бетон, только с меньшим количеством воды. Для его укладки используется асфальтоукладчик. Такая технология уже предлагается на рынке Украины. Явный плюс ее в том, что можно использовать уже имеющуюся у нас технику.

Третий — технология вайтопинга. Сейчас она очень эффективно используется в Америке. Суть в том, что вместо того, чтобы снимать верхний слой асфальта, перерабатывать его и укладывать снова, как это делается при классическом ремонте, слой бетона заливают непосредственно на разрушенный асфальт. По американским нормативам укладывают 12 см бетона и дают на такую дорогу 40 лет гарантии. Наши ученые говорят о том, что слой бетона можно увеличить до 26 см. В таком случае дорога станет пригодной и для большегрузного транспорта. Кроме того, есть разница в цене. При классическом способе стоимость 1 км дороги в среднем составляет 12-14 млн грн. С помощью технологии «вайтопинг», благодаря экономии на ресайклинге, возможно уменьшить стоимость на 3- 4 млн грн за 1 км.

Эта технология может стать ответом для наших политиков, как сделать быстро, качественно и в то же время недорого. То есть, показать те самые quick wins.

Подписывайтесь на канал ЦТС в Telegram, читайте нас в Facebook и Twitter, чтобы первыми узнавать о новых материалах и ключевых событиях дня.

Редакция не влияет и не несет ответственности за содержание мнений. Точка зрения редакции может не совпадать с точкой зрения авторов мнений.

Почему цементобетон никак не приживается в России, и чем он лучше асфальтобетона

В дорожно–строительной отрасли давно ходят разговоры о целесообразности перехода на цементобетонные дорожные покрытия. Но дальше разговоров пока дело не идет. Преимущества этой технологии давно известны, но, как строили российские трассы на основе асфальта, так и строят. Недавно на площадке издания РБК прошла онлайн-конференция, в рамках которой эксперты обсудили причины недоверия к цементобетонным дорожным покрытиям, а также плюсы и минусы внедрения цементобетона в дорожном строительстве.

О пользе бетона в дорожном строительстве

На сегодняшний день цементобетонные автомобильные дороги – бетонки – у нас составляют всего 2.6% от общей протяженности федеральной сети, или 1300 км. Больше всего бетонок в США: там их 65.3% от общего количества, или 231 243 км. На втором месте Китай – соответственно, 63%, или 89 838 км.

Столь малое количество бетонок в России и отсутствие перспектив их развитие уже давно является причиной для беспокойств ряда видных отраслевых специалистов, которые отмечают явное преимущество бетонок по сравнению с асфальтобетонными аналогами.

Ключевым свойством бетонок является их долговечность. По словам одного из ведущих профессионалов отрасли, заместителя председателя правления Государственной компании «Российские автомобильные дороги» по эксплуатации и безопасности дорожного движения Игоря Астахова, если бетонку построить с соблюдением всех технологий, то можно будет к ней не возвращаться не менее 25 лет. Для сравнения, отрасль уже немало лет пытается достичь 12 летнего межремонтного срока для асфальтовых дорог.

По словам эксперта, существуют примеры бетонок, которые не требовали ремонта до 40 лет. Поэтому применение цементобетона на самых интенсивных участках дорог — например, на выездах из города — является оптимальным решением.

На преимуществах бетонок остановился и другой участник дискуссии — депутат ГД РФ, член комиссии ГД РФ по вопросам поддержки малого и среднего предпринимательства Павел Дорохин. По словам парламентария, бетонки имеют пять основных достоинств:

1. Они долговечнее асфальта в 5-6 раз. Срок их службы может достигать 50 и более лет.
2. У бетона выше, чем у асфальта стойкость к агрессивному воздействию внешней среды.
3. У бетона выше сцепление колеса с дорогой.
4. За счет высокой прочности и износостойкости бетонные дороги способны выдерживать куда большую интенсивность движения.
5. Высокая долговечность позволяет сократить расходы нас одержание и ремонт дорог.

Перечень преимуществ бетонок дополнил президент Ассоциации бетонных дорог, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Строительство и эксплуатация дорог» МАДИ Виктор Ушаков.

— При выборе вида дорожных одежд на строительстве магистрали М-12 Москва-Казань сравнивали 4 типа асфальта и один вид бетона. Так, чтобы асфальтовая дорога до момента капитального ремонта прослужила 24 года, необходимо, чтобы толщина слоя асфальта составляла 30 см. Если делать покрытие из цемента, то достаточно толщины в 26-28см. И выйдет даже дешевле. Если толщина цементного слоя составит 50 см, все равно строить из него будет выгоднее. Далее если говорить о жизненном цикле дороги, то содержать бетонку обойдется в разы дешевле.

По словам директор департамента металлургии и материалов Министерства промышленности и торговли РФ Павла Серватинского, производители цемента уже давно работают в условиях профицита производственных мощностей. Их загрузка сейчас составляет от 48 до 53%. Ключевым способов повышения загрузки цементной отрасли является вовлечение ее в дорожное строительство.

Создается впечатление, что бетон просто идеальный материал для дорожного строительства. Почему тогда из него не хотят строить новые километры? Причин, по которым отрасль не переходит на бетон, тоже оказалось немало.

Почему не строим из бетона

По словам технического директора «Института «Стройпроект» Алексея Суровцева, одной из ключевых причини является неготовность отрасли к работе с бетоном. Он заметил: понятно, что делать с дефектами асфальтобетона, но что делать с дефектами цементобетона,понятно не вполне. Вдобавок, нет данных, как влияет шипованная резина на бетонное покрытие. Это конечно не является причиной отказа от работы с бетоном. Необходимо начать этот путь, надо научится строить бетонки.

Переходу на бетон мешает недостаток количества подрядных компаний, имеющих опыт производства данного вида работ. Отчего для ремонта уже существующей бетонки долго было не найти исполнителя. Это отметил вице-премьер правительства Калининградской области Александр Рольбинов. Правда, Александру Рольбинову возразил известный сторонник бетонных дорог Виктор Ушаков, заметив, что в стране существует порядка 40 современных бетоно-укладочных комплексов, которые сейчас простаивают. Если их задействовать, то можно осилить строительство порядка 5000 км бетонок в год. Такие комплексы позволяют укладывать за смену примерно 1 км. дорожного покрытия.

Недостатки, о которых надо знать

Справедливости ради, заметим: есть у бетона и минусы. И приступая к строительству бетонной дороги, необходимо все хорошенько взвесить.

У бетона, по сравнению с асфальтом, гораздо выше требования к точному соблюдению технологии. Допускать ошибки при работе с асфальтом куда более безопасно. В случае с бетоном ошибки могут обнаружиться в первый же зимний сезон. Если была нарушена технология производства работ, или применялись некачественные материалы, или покрытие не получало должного ухода, дорога может начать разрушаться буквально на глазах. Цена ошибки глобальна – придется убирать весь бетон и укладывать новый. Какой подрядчик захочет идти на такие риски?

Кроме того, на бетонной дороге необходимо использовать специальные реагенты марки «норд вэй» — они стоят в 10 раз дороже обычного натрийхлора, применяемого на асфальтовой сети. Вдобавок к этому, у нас в стране до сих пор никак не отрегулировано применение шипованной резины — неясно, как бетонное покрытие будет выдерживать урон от автомобильных шипов.

Цена вопроса

По стоимости, как отмечают эксперты, цена асфальтовой и бетонной дороги различается незначительно. Зато бетон дает ощутимую экономию — почти вдвое — уже по завершению строительства, в процессе жизненного цикла дорогии при ее обслуживании. Для сравнения, на обслуживание асфальтобетонной федеральной трассы первой категории необходимо около 4 млн рублей в год (без учета ремонта, только на содержание). На ее аналог из бетона хватит и двух миллионов рублей.

Необходимо отметить, что цена на битумные материалы зависит от сезона и в пиковые периоды может изменятся почти вдвое. Стоимость бетона скорее всего не будет испытывать сезонных колебаний. Цемент проще закупать впрок и держать на складе. Правда, для дорожного строительства необходим специальный цемент: его сейчас почти не выпускают по причине отсутствия спроса.

Понятно, что и совсем отказываться от асфальта тоже нельзя, так как это поставит под серьезный удар производителей асфальтов и битумов.

Похоже, пока не готова сама отрасль

В итоге, ни один из экспертов не дал прогноза по перспективам применения цементобетона в дорожном строительстве. Единственную конкретику внес генеральный директор частной дороги «Меридиан» Александр Резанов, озвучив, что как минимум половину трассы планируется строить из бетона. Дорога начнется в Оренбургской области и пройдет до границы с Казахстаном. В перспективе она позволит улучшить логистику между Китаем и Европой.

В остальном же, отрасль пока не готова начинать работать с бетоном. У подрядчиков просто нет необходимой техники. Закупать ее при отсутствии подрядов, требующих ее наличия, они точно не станут. Да и под один — два подряда они тоже на данный шаг вряд ли пойдут. Получается замкнутый круг.

Переломить ситуацию может та самая частная трасса «Меридиан». Ее первый участок планируется протяженностью 430 км: если даже 215км трассы будет из бетона, под такой объём работ подрядчики явно пойдут на закупку техники и подготовку персонала. Без глобальных проектов строительства из бетона все доводы о целесообразности его применения дальше слов не уйдут.

Кардинально нужно решать и вопрос с проектированием. На сегодня имеются считанные проектные компании с опытом составления ПСД для бетонок. Не придется ли им годами обивать пороги Главгосэкспертизы для получения положительного заключения? Так же пока неясно, как будут составляться сметы для бетонок. Ведь если с асфальтом в условиях недофинансирования подрядчики умеют работать, то как им быть в таких случаях с бетоном, когда ошибка может стоить очень и очень дорого.

Словом, перспективы перехода на бетон пока еще достаточно туманные. Но главное уже сделано: начато серьезное обсуждение самой перспективы такого перехода.

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.

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.

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.

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.

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

CemBase

Многофункциональная специальная добавка для фундаментных работ.

Технологии строительства дорог

Для строительства современных автомобильных дорог с твердым покрытием существует две технологии. Они отличаются материалом изготовления финишного слоя дорожного полотна. Вот эти материалы:

• Асфальтобетон;
• Бетон на цементном вяжущем.

Цементнобетонные бывают сборными (из дорожных плит) и монолитными.

Основание

Для строительства дорог обоих типов необходимо выполнить основание. Для этого, выравнивается и уплотняется грунт. Затем, насыпается и разравниивается слой песка. После его уплотнения, аналогично выполняется слой щебня. Уплотненный щебень проливается битумом, по которому выполняется финальное покрытие — слои асфальтобетона или бетон на цементном вяжущем. Высота подготовки, в зависимости от расчетной нагрузки на дорогу может составлять до 2-х метров. Чем толще основание, тем долговечнее будет дорога.

Новые технологии дорожного строительства предусматривают применение специальных материалов, повышающий прочность и долговечность полотна — геотекстиль («Дорнит») и георешетку. Геотекстиль прокладывают по грунту под слой песка. Этот материал препятствует проникновению песчинок в материковый грунт, предохраняя основание от размывания. Георешетка располагается на границе песка и щебня, препятствуя перемешиванию камней гравия с песком.

Асфальтобетон представляет собой смесь щебня мелкой фракции с битумным вяжущим. Укладывается в горячем виде. Подвозится самосвалами, разравнивается и уплотняется специальной техникой. В связи с тем, что пригодная для укладки смесь должна быть не ниже заданной температуры, организация процесса строительства учитывает близкое расположение производства смеси асфальта. При ремонте и строительстве дорог вблизи городов, это не вызывает проблем. При строительстве в удаленной местности, разворачивают мобильные заводы асфальтобетона. Технология производства смеси в упрощенном виде, заключается в перемешивании щебня мелкой фракции с горячим битумом.

Асфальтобетон укладывается слоями толщиной 40-50 мм. Для повышения сцепления между слоями, тоже наносится битуум. Покрытие дорог дворовых территоий и тротуаров выполняют в один слой. Дороги общего пользования в два слоя, а пороги с повышенной интенсивной нагрузкой выполняют в три слоя, а иногда даже применяется армирование.

При многослойном покрытии, для нижних слоев можно использовать асфальт из более крупного щебня, чем для финишного слоя.

Цементнобетонные дороги

Монолитные бетонные дороги выполняются нанесением, разравниванием и уплотнением бетонной смеси на подготовленную подушку. По сравнению с укладкой асфальта, это более сложная технология. К тому же необходимо обеспечить температуру и влажность для правильного твердения бетона. Чтобы влага не испарилась, замедлив набор прочности смеси, или не замерзла в зимний период.

Сборные дороги выполняют из дорожных плит. Если строятся временные подъездные пути, например, на строительной площадке, то используются плиты без напрягаемой арматуры. А для дорог обчного пользования используются современные плиты технологией напрягаемого армирования через продольные каналы и стыкавкой швов. На старых дорогах из бетонных плит основная проблема — швы. Неравномерная просадка плит относительно друг друга даже на несколько миллиметров приводит к некомфортной езде на средних скоростях. Однако, у сборных дорог есть преимущество — это высокое качество бетона изготовленного в идеальных заводских условиях.

Сравнение двух технологий

Преимущество цементнобетонных дорог — высокая прочность и большой срок эксплуатации. По этой причине, в США из цементобетона выполнено около 80% всех дорог. Для сравнения, в Германии — 40%; в России — около 3%.

Недостатки — высокая стоимость и сложность технологии изготовления монолитного полотна. Также, бетонные дороги сложнее ремонтировать чем асфальтовые.

Всё об асфальтировании / Дорожно-строительный дайджест

Асфальтирование или цементирование? Выбор технологии строительства и типа автомобильного дорожного покрытия

По качеству автомобильных дорожных покрытий и состоянию дорожной сети в целом, наша страна, к сожалению, занимает далеко не первые позиции в общем рейтинге стран мира. Можно сказать, что это является отличительной особенностью не только украинских дорог, но и всего дорожного фонда на постсоветском пространстве.

Даже при самом качественном асфальтировании, как правило, уже через 2–3 года после ввода в эксплуатацию, асфальтобетонное покрытие требует проведения ремонта на отдельных участках (устранения колейности, ликвидации выбоин, заделки трещин и других дефектов в дорожном покрытии). Далее, обязательным становится ежегодный ремонт такой дороги, т. к. выбоины, трещины, сколы и другие дефекты появляются все чаще. Причина тут не только в качестве асфальтированного покрытия, но и в отсутствии должного обслуживания дороги: своевременной проливки образовавшихся трещин, ликвидации мелких выбоин, экстренного ремонта и асфальтирования опасных участков.

Основные технологии строительства автомобильных дорог

На данный момент, существуют серьезные различия в технологиях строительства автомобильных дорог в Украине и в западных странах. Это относится как к подготовке дорожных оснований, так и к укладке верхних слоев покрытия.

Существенную роль в строительстве новой дороги играет рельеф местности, климатические особенности региона, прогнозируемая транспортная нагрузка, бюджет строительства и другие факторы. Принимая во внимание все эти моменты, можно говорить об уникальности каждого дорожно-строительного проекта. Так, при строительстве горной дороги, обязательно учитывается рельеф местности. При строительстве магистральных дорог (дорог 1-й категории), наоборот, рельеф местности изменяется с учетом прокладки будущей трассы (засыпаются впадины, срезаются возвышенности, через реки строятся мосты и эстакады, сквозь горы строятся тоннели). Объясняется это тем, что на дорогах такой категории должен обеспечиваться определенный скоростной режим, в связи с чем она не должна иметь крутых поворотов, резких подъемов и спусков.

Поскольку тело самой дороги, ее сечение и конструкция может иметь множество вариантов, то классифицируют их в основном по типу дорожного покрытия, исходя из их капитальности. К капитальным дорожным покрытиям относятся асфальтобетонные и цементобетонные. В асфальтобетонном в качестве вяжущего материала используется асфальт, ну а в цементобетонном — цемент.

Цементобетонное покрытие дороже асфальтобетонного в среднем на 70–85 %. Так, если по состоянию на 2014 год цены на асфальтирование по Киеву и Киевской области варьировались от 100 до 200 грн за 1 м², то стоимость создания бетонного дорожного покрытия составляла 350–400 грн. С другой стороны, за относительную дешевизну асфальтированных покрытий, приходится платить необходимостью постоянного контроля состояния дорожного полотна и проведения его ремонта уже через 3–4 года после ввода дороги в эксплуатацию. Таким образом, одним из главных аргументов при асфальтировании дорог является экономия средств в краткосрочном периоде.

Первые 10–12 лет цементобетонное покрытие не требует практически никакого обслуживания. По факту получается, что через 8 лет эксплуатации общие расходы на содержание цементобетонного и асфальтированного дорожного покрытия уравниваются (за счет постоянных трат на проведение ремонта асфальтированной дороги). В дальнейшем, с каждым годом цементобетонная дорога становится даже дешевле асфальтобетонной, особенно если учитывать тот факт, что бетонная дорога может прослужить до 50 лет.

На территории Украины и стран СНГ строили и строят главным образом асфальтовые дороги, на Западе — бетонные. В США таких дорог — 60 %, в Германии — 38 %, в Австрии — 46 %, в других западных странах также достаточно большой процент. Важными причинами, по которым у нас затруднено строительство цементобетонных дорог является дефицит требуемых марок цемента, малая производительность работ и их высокая стоимость.

Одной из главных причин малой распространенности цементобетонных дорог, является дефицит цемента, производимого на основе клинкера нормированного состава, который применяется для строительства таких дорожных покрытий. Большинство отечественных цементных заводов не обладает соответствующим уровнем автоматизации производства и непрерывного контроля качества клинкера, который часто имеет серьезные колебания по минералогическому составу, и, соответственно, не может являться клинкером нормированного состава. Таким образом, только появление новых, полностью автоматизированных цементных заводов, с высоким уровнем контроля качества, позволит получать цемент для строительства цементобетонных дорожных покрытий требуемого качества.

Конструктивные особенности цементобетонной дороги

В упрощенном виде асфальтированная автомобильная дорога представляет собой земляное полотно, с уложенными поверх него слоями дорожной одежды: песчаный слой — 40 см, щебеночный слой — 20–25 см, битумная обработка и 3 слоя асфальтобетонной смеси — 5, 6 и 8 см. Каждый из слоев уплотняется грунтовыми и асфальтовыми катками до определенного состояния. Фактически также выглядит и цементобетонная дорога, за исключением верхнего слоя, который представляет собой качественно уложенный и выровненный бетон.

Конструктивно цементобетонное дорожное полотно представляет собой плиту толщиной 18–24 см. На определенном расстоянии между отрезками плит, делаются «температурные швы», для того, чтобы при изменении температуры цементобетонная плита могла расширяться и сжиматься, и в ней не возникали напряжения, которые могут привести к растрескиванию бетона. В умеренном климате такие швы устраивают через 20–30 метров. Это расстояние зависит от температуры бетонной смеси в момент укладки, а также от климата. Сам шов заполняют прокладкой из дерева мягких пород (сосна, ель), резины и других материалов, а верхнюю часть заливают эластичной битумной мастикой, для того чтобы в основание под плитой не проникала влага.

Если не предусмотреть температурные швы расширения, то покрытие, нагреваясь в жаркий день, будет достаточно напряжено, и с его поверхности могут откалываться целые куски бетона. Между швами расширения устраиваются «поперечные швы сжатия». Делается это потому, что при охлаждении покрытия до температуры меньшей, чем была температура бетонной смеси в момент укладки, бетон будет сжиматься, и бетонная плита может дать трещины. Такие швы устраиваются обычно на расстоянии 6–12 м и представляют собой прорези, глубина которых равна 1/3 толщины плиты. Когда в бетоне появляются напряжения от сжатия при охлаждении, цементобетонная плита растрескивается в наиболее слабом месте — по сечению, ослабленному надрезом. Благодаря таким швам контролируется поведение всей бетонной плиты. Шов сжатия заливают специальной эластичной мастикой.

По оси дороги, необходимо также устанавливать «продольные швы сжатия», иначе могут образоваться продольные трещины. Таким образом, дорожное покрытие на цементном вяжущем материале состоит как бы из отдельных плит. Во избежание нарушения монолитности всего покрытия, а также для передачи нагрузки движущихся машин от одной плиты к другой, в швах устанавливают специальные металлические стержни. Как следствие, срок службы бетонной дороги, во многом определяется качеством выполнения всех этапов работ по устройству такого дорожного покрытия.

Преимущества цементобетонного дорожного покрытия

Помимо высокой прочности, долговечности и износоустойчивости, применение цементобетона дает достаточно большую экономию средств по сравнению с асфальтированием. Срок службы цементобетонного дорожного покрытия в несколько раз больше по сравнению с покрытием из асфальтобетона, а это в свою очередь позволяет сократить расходы на содержание и ремонт дороги до минимума. С каждым годом, традиционному асфальтированию дорог отводится все меньшая роль, а количество автомобильных дорог с цементобетонным покрытием непрерывно растет и они становятся основным видом магистральных дорог, т. к. бетонные дороги не только не хуже асфальтобетонных, но и имеют ряд неоспоримых преимуществ: эксплуатационных, экологических и экономических.

Эксплуатационные преимущества бетонных дорог

Эксплуатационные преимущества связаны с тем, что цементобетон как жесткий вид покрытия распределяет нагрузку на большую площадь земляного полотна по сравнению с более «гибким» асфальтобетоном. Бетонные дорожные покрытия гораздо долговечнее и прочнее асфальтовых и способны прослужить без ремонта много лет. В то время как движение по асфальтированным трассам часто останавливается или ограничивается из-за проводимого ремонта, дороги с бетонным покрытием эксплуатируются практически без перерывов. В весенний период, когда земляное полотно испытывает наиболее сильные нагрузки по температурному режиму, только 6 % цементобетонных дорог подвергается деформациям, для асфальтовых дорог этот показатель составляет 61 %. Большегрузные автомобили сильно прогибают асфальт, повреждая его, что приводит к увеличению расхода топлива. Цементобетонное покрытие уменьшает прогиб дорожного полотна и, следовательно, экономит топливо. К тому же на цементобетонном покрытии не возникает колейности и волнообразности, как на асфальте.

Движение по бетонным дорогам значительно безопаснее. В дождливую погоду выбоины в асфальте наполняются водой, что создает дополнительную опасность аквапланирования. Зимой вода в выбоинах превращается в лед, что снижает коэффициент сцепления. В то же время на гладком бетонном покрытии вода практически не задерживается. Цементобетонное покрытие в темное время суток отражает свет значительно лучше чем асфальт, что обеспечивает хорошую видимость для водителей.

Существует мнение, что бетонные дороги, более «шумные» чем асфальтированные. Но как показали реальные исследования, движение по цементобетонному покрытию создает в среднем всего на 5 дБ больше шума, чем по асфальтовому. Более того, современные технологии строительства позволяют бетонным дорогам полностью приблизиться к асфальтобетонным по уровню шумности.

Экологические преимущества бетонных дорог

• Вредные нефтепродукты, содержащиеся в асфальтобетоне, вместе с водой проникают в грунт, и всего через несколько лет эксплуатации земля как под дорогой, так и вокруг нее полностью загрязняется нефтепродуктами.
• Меньший расход топлива на то же расстояние по цементобетонной дороге означает меньший выброс вредных веществ в атмосферу. Кроме того, повышенные эксплуатационные характеристики цементобетонных дорог позволяют одной единицей большегрузной техники перевозить по ним гораздо большее количество груза.

Источник: Войлоков И.А. Асфальтобетон или цементобетон? // «Еврострой». — №64. — С. 48–50.

Преимущества бетонных дорог для промышленных предприятий

Технология строительства дорог с применением укатываемых малоцементных смесей отличается от классических технологий формирования бетонного дорожного полотна.

Бетонные дороги это не роскошь, а необходимость для производственных предприятий. Это выгодное вложение средств в создание подъездных, складских логистических путей на территории предприятия. Учитывая, что скорость подвижного состава не превышает 50-60 км/ч, то укатываемый бетон имеет большой список преимуществ.

Вот некоторые из них:

стоимость устройства и эксплуатации покрытия из укатываемого бетона на 25-40% ниже, чем покрытия из асфальтобетона;

запуск движения через 2-3 дня после окончания работ. Для сравнения, открытие движения по покрытию из литого бетона с армированием не раньше 14 суток;

укладка смеси укатываемого бетона производится классической дорожной техникой, которая используется для укладки асфальтобетона;

прочность на сжатие бетона 45-55 МПа, а прочность растяжения при изгибе до 7 МПа;

стойкость к истиранию;

высокое сцепление с колесом автотранспорта.

Технология укатываемого цементобетона Roller Compacted Concrete (RCC) — с каждым годом набирает популярность среди производственных предприятий.

В США, Канаде, странах Европы, Австралии, Японии технологию Roller Compacted Concrete используют для строительства площадок и подъездных дорог на территории производственных предприятий и животноводческих комплексов, портов, мест для хранения грузов и стоянки тяжелой техники и т.д., а также возведения массивных сооружений: плотин, дамб, подпорных стен.

Мировой опыт использования укатываемого бетона в промышленном и дорожном строительстве настолько эффективен, что на данный момент только в США методом укатываемого цементобетона построены более 20 млн. м2 покрытий. Конечная толщина слоя покрытия варьируется в пределах 15- 50 см.

Особенности работы со сверхжестким укатываемым цементобетоном

Этот материал имеет низкую пластичность из-за малого количества воды и цемента в составе по сравнению с традиционным подвижным бетоном. Укладка должна производиться сразу после доставки смеси сверхжесткого бетона на строительную площадку, в противном случае качество готового дорожного полотна может пострадать.

Для укладки потребуется специализированная техника — виброуплотнители (катки) и асфальтоукладчики. Если все технологические процессы соблюдены, то такая бетонная дорога может выдержать значительные нагрузки, при этом не деформируясь и не требуя значительного ремонта первые 10 лет. Конечный срок эксплуатации может достигать 30 лет.