Бетонные или асфальтобетонные дороги — что лучше?

Статьи Технологии

6 Авг 2020, 14:29

eye-icon

288

comment-icon

0

Удельный вес бетонных дорог в мире растет. В США на основе этой технологии построено 50% федеральных трасс, в Европейском Союзе на них приходится 30% от общего количества автомагистралей.

В Украине бетонные дороги составляют менее 1% от общей протяженности дорог с твердым покрытием. Сейчас интерес к ним растет. Так, в ходе реконструкции магистрали Н-31 строится трасса с цементобетонным покрытием и такая же автомобильная дорога государственного значения Н-14 Александровка-Кропивницкий-Николаев. 5 августа Укравтодор презентовал Программу развития цементобетонных дорог в Украине, согласно которой до 2040 года их количество увеличится до 30%. 

Классификация автодорог

Требования, которые предъявляют к дорожному покрытию, зависят от важности тех или иных трасс, транспортных потоков, которые по ним проходят. 

Согласно закону Украины «Об автомобильных дорогах» трассы общего пользования подразделяются на дороги местного и государственного значения. Последние тоже делятся — на международные, национальные, региональные и территориальные. Международные дороги соединены с международными транспортными коридорами. Они кроме прочих обеспечивают международные автоперевозки. Их упрощенно можно определить как магистральные. 

Региональные соединяют между собой области Украины, порты международного значения, курорты с международными дорогами и международные дороги одна с другой.

Следующий класс — территориальные автодороги. Их сеть соединяет административные центры областей, районов, дороги от аэропортов и железнодорожных узлов.

Дороги местного значения бывают областные и районные. Назначение областных понятно из их названия. Районные соединяют районные центры, населенные пункты между собой, крупные предприятия в пределах района.

Типы дорожного покрытия

Автомобильные дороги по конструкции поверхности делятся на два основных типа: нежесткий (асфальтобетон) и жесткий (цементобетон).

Асфальтобетон (или просто — асфальт) представляет собой смесь каменных заполнителей, вяжущего — битума и добавок-модификаторов. Когда для изготовления материала используют вязкий битум, то смесь называют горячей; если жидкий битум — холодной. Хотя в обоих случаях асфальтобетон готовят в горячем состоянии (130-180°С). Но во втором — укладывают при температуре около 30°С. Для плотности и ровности асфальтовое покрытие уплотняют тяжелыми катками.

Цементобетон (бетон) образуется от застывания заполнителей с вяжущим. Но в качестве последних используют цемент с различными добавками (пластификаторы, воздухововлекающие добавки). В смесь добавляют воду.

Воздухововлекающая добавка необходима для создания в бетоне микропор, чтобы повысить его морозостойкость. Поры позволяют воде, содержащейся в бетонной смеси, расширяться при замораживании без нанесения вреда материалу.

Суперпластификатор существенно снижает количество воды в бетоне, повышает подвижность и пластичность материала, увеличивая прочность бетонной смеси на изгиб.

Особенности технологии строительства бетонных дорог

Строительство бетонной дороги включает определенные этапы. На проектировании останавливаться не будем — оно всегда предшествует любому строительству.

Устройство дороги из бетона предусматривает следующие этапы: 

  • подготовка, 
  • подсыпка и уплотнение, 
  • опалубка, 
  • армирование, 
  • заливка бетоном, 
  • нарезка деформационных швов,
  • уход за бетоном,
  • последующий уход за бетонным покрытием.

Технология строительства бетонных дорог на примере промбазы

Несмотря на то, что дороги, которые находятся на территории промышленных площадок проигрывают автомагистралям по протяженности, об универсальных принципах строительства бетонок можно говорить на их примере.

  1. Подготовка. Так же, как и при строительстве асфальтовых дорог, сначала готовят грунтовую основу. Ее формируют грейдерами и укатывают катками на глубину около 30 см. При необходимости увлажняют или наоборот — проводят мероприятия по снижению влаги. Поверхности придают уклон от середины к краю в 2-4°. По бокам обустраивают лотки или откосы для отвода воды.
  2. Обустройство подсыпки. Из шлака, отсева, песка или песчано-гравийной смеси формируют слой подсыпки толщиной 20-40 см. В качестве вяжущего для скрепления подсыпки, используют портландцемент, шлаки металлургического производства, известь, золу от сгорания угля и тому подобное. На слой подсыпки укладывают гидроизоляционную пленку, чтобы предотвратить потерю цементного молочка.
  3. Опалубку (вспомогательную конструкцию для придания дороге заданных параметров) делают из древесины или металла и только для заливки жидкого бетона. Сразу отметим, что на трассах обычно ее применяют только поперечно – в начале и в технологических разрывах.  Толщина пластин опалубки — около 50 мм. Ее смазывают специальным веществом, чтобы после застывания бетона можно было вынуть. Ее высота соответствует толщине бетонного слоя дороги (обычно 10-15 см). Современные бетоноукладчики оснащаются «скользящей», то есть подвижной опалубкой. Она сразу формирует цементобетонное покрытие заданной ширины и толщины.
  4. Армирование. Укладывают сетку арматуры, затем бетоном доводят до заданной толщины. Арматурный каркас предотвращает растрескивание бетона под большими грузовиками.
  5. Заливка бетоном. После армирования и заливки, бетонную массу разравнивают и уплотняют плавающей виброрейкой и погружной вибробулавой. Сейчас жидкие бетоны применяют редко. Чаще строят дороги из жесткого бетона. Его уплотнение проводит сам бетоноукладчик. Такой бетон «держит» форму сразу после укладки.
  6. Нарезка деформационных швов. Технология строительства бетонной дороги включает устройство деформационных швов. Через каждые 18 м их формируют с помощью досок, а потом, когда прочность бетона достигнет 50-60%, нарезают с расстоянием 6 м. Для этого используют инструмент, который называется швонарезчик. Швы дают простор для расширения материала при нагревании летом. От проникновения воды швы защищают мастикой.
  7. Уход за бетоном. Главное после укладки – поддержание водного баланса. Есть опасность, что в период набора прочности (48-72 суток) материал слишком быстро потеряет воду и растрескается. Чтобы этого не произошло, его укрывают защитными пленками или периодически поливают водой. 
  8. Последующий уход за бетонным покрытием. Каким бы прочным оно не было, бетонное покрытие весь срок эксплуатации тоже нуждается в определенном уходе. За ним надо прежде всего наблюдать. Не упустить время, пока только образовавшиеся трещины не успели развиться в длину, вширь и вглубь. Вовремя заделать их специальной шпатлевкой или бетонным раствором. Если этого не сделать, возникнет разлом.  Своевременно чистить деформационные швы. Иначе от температурного расширения плиты вздыбятся, станут налезать одна на другую.  Примером неправильного содержания стала построенная восемь лет назад бетонная трасса Харьков-Симферополь-Алушта-Ялта.  Сейчас там плиты вздыблены, дорога нуждается в серьезном ремонте.  Названные выше дефекты можно устранить только радикальными мерами – снять и заменить весь поврежденный участок полотна. 
    Чтобы бетонная дорога выдерживала нагрузки и оставалась в хорошем состоянии долгие годы, нужно придерживаться технологии при ее укладке и ухаживать за ней во время эксплуатации. Так, уже практически десять лет отлично служит бетонная дорога Киев-Ковель-Яготин. Когда нет возможности обеспечить наблюдение и должный уход, поверхность бетона покрывают асфальтом. Комбинированное покрытие очень распространено в Европе, например — Германии.

Международные и национальные дороги строить сложнее

Наиболее напряженные транспортные потоки — на международных и национальных автодорогах. Чтобы не занимать слишком много земли и не строить монстры на много десятков метров в ширину, трассы разгружают, упорядочив поток и увеличив скорость движения машин. Это возможно только обеспечив высококачественное — без поперечных и продольных волн покрытие. Для этого подрядчики используют самые передовые технологии и совершенную технику.

Для строительства качественных дорог нужна современная техника.

Ее оснащают автоматическими системами позиционирования. Скользящая опалубка на бетоноукладчиках сразу формирует цементобетонное покрытие заданной ширины и толщины.

Обычно слои дорог международного и национального значения имеют такие параметры:

  1. 30 см первый слой — это стабилизация грунта (уплотненный грунт с добавлением 2% цемента).
  2. 30 см второй слой — щебеночно-песчаная смесь и 4% цемента.
  3. 18 см третий слой — тощий бетон марки М100.
  4. Полиэтиленовая пленка — укладывается между тощим и тяжелым бетоном для изоляции слоев.
  5. 26 см четвертый слой, основной — тяжелый бетон марки М450.

Интересно, что: бывают и безарматурные бетонные дороги, а точнее — бетонные покрытия.

Укладка бетона по технологии RCC (Roller-Compacted Concrete).

Устройство слоя без арматуры значительно удешевляет строительство. Такая технология называется RCC (Roller-Compacted Concrete) — бетон, уложенный с помощью уплотнения катками. Бетон укладывают широкими, относительно тонкими слоями и уплотняют. По такой технологии «укатанного бетона» часто укладывают дорожное покрытие в США и Европе, в частности Германии. Поверх силовой конструкции кладут изнашиваемый слой асфальтобетона. Тогда поверхность укатывают, как у обычной асфальтовой дороги.

Если дорогу укладывают из плит, то зачастую толщина дорожной плиты составляет от 140 до 180 мм.

Чем цементобетон отличается от асфальтобетона

Рассказываем об основных достоинства и недостатках бетонных дорог и дорожного покрытия из асфальтобетона.

Бетонные дороги прочные, морозостойкие, экологичные и безопасные.

Достоинства бетонных дорог

  1. Прочность. По данному показателю дороги из бетона в разы и даже десятки раз превышают асфальтовые. А это позволяет избежать проблем, которые из года в год возникают в Украине. В самый пик высоких температур, когда асфальтовое покрытие становится пластичным, дорогами идет тяжелая техника: грузовики с урожаем сельскохозяйственных культур, продуктами его переработки, тяжелая сельскохозяйственная и строительная техника. От этого дороги разрушаются и на них образуются колеи. Сейчас с этим планируют бороться путем взвешивания грузовиков и запретом их передвижения в жаркую погоду. Температура плавления бетона превышает 1000° С, поэтому летняя жара на его жесткость не влияет. Цементобетонная дорога может без ущерба выдержать во много раз большие грузы и потоки.
  2. Износостойкость и устойчивость к воздействию мороза. По этим показателям бетон тоже значительно лучше асфальта. С годами прочность бетонного покрытия дорог даже растет. Его, как асфальтобетон, не смывают осенние и весенние ливни, паводки. Поэтому капитальный ремонт бетонной дороги производится через 25-30 лет, а полный срок службы бетонной дороги превышает 50 лет.
  3. Снижение расхода топлива. На твердом бетонном полотне сопротивление качению колес ниже, чем на асфальтобетоне, и поэтому уменьшается расход топлива: экономия может достигать 5-10%.
  4. Экологическая составляющая. Для изготовления асфальтобетона в качестве вяжущих могут применять довольно вредные нефтепродукты, а для цементобетона — известняк и гипс. Кроме этого, бетонная поверхность мало стирается, практически не образует пыли. 
  5. Безопасность. Сцепление колес с дорогой всегда хорошее: шины не скользят ни по сухому, ни по мокрому бетону. Особенно этим отличаются покрытия, сделанные по технологии «тихого» бетона. Их покрывают суспензиями, которые не дают «схватиться» материалу на глубину 5-10 мм. Пока он набирает прочность, шины придадут ему структуру такую же, как у асфальтобетона. Кроме того, такие дороги меньше шумят под колесами.  
  6. Эксплуатационные расходы. В течение срока эксплуатации затраты на ремонт трассы из бетона в несколько раз меньше.

Недостатки дорог из бетона

  1. Сроки строительства. Цементобетонная дорога сложнее по конструкции и самому процессу строительства. Например, каждому из слоев цементобетона для набрания прочности 70% необходимо несколько недель. Поэтому строительство идет медленно, движение открывается нескоро.
  2. При несоблюдении технологии, все преимущества теряются. Если строго не соблюдать технологии строительства и содержания, можно свести к нулю все преимущества бетона. Нарушена технология составления раствора – и твердения полотна, верхний слой скоро станет крошиться. Если своевременно не обработаны водозащитой швы, вода будет проникать вглубь и разрушит материал, коррозия — арматуру. Тогда через полтора-два десятка лет на содержание бетонной дороги придется тратить столько же, сколько и на асфальтобетонной.
  3. Цементобетонные дороги более шумные, особенно – те, что построены по старым технологиям, тогда как более пористый и пластичный асфальтобетон лучше поглощает шумы.
  4. Цементобетонные дороги очень чувствительны к осадкам, грунтовым водам, циклическому замораживанию-оттаиванию, противогололедным растворам. Такой дороге нужна особая противокоррозионная защита. Она обеспечивается высоким качеством каменных материалов, применением специальных цементов, устройством дренирующих конструкций, изоляцией швов.
Чтобы бетонная дорога выдерживала нагрузки и оставалась в хорошем состоянии долгие годы, нужно придерживаться технологии при ее укладке и ухаживать за ней во время эксплуатации.

Однозначно сказать, что лучше: бетон или асфальт, нельзя. Вопрос о применении того или иного материала решается с учетом конкретных требований к дороге и возможностей подрядчиков. Украинские дорожно-строительные компании начинают осваивать передовые мировые технологии в области обустройства бетонных покрытий, на объектах применяются современные бетоноукладочные комплексы, наука проводит постоянные исследования и разработки для улучшения и оптимизации строительных материалов.

Правда или вымыслы?

Существуют два мифа, «оправдывающие» практически отсутствие строительства дорог из бетона в Украине. Проанализируем их.

Первый: «Стоимость строительства 1 км автодороги из бетона больше, чем из асфальта«. Однако, по расчетам некоторых экспертов, себестоимость строительства и содержания одного километра бетонной дороги втрое меньше себестоимости 1 км асфальтобетонной. Здесь следует отметить, что учитывается весь срок эксплуатации дороги. Мнения других экспертов не так оптимистичны. Но большинство все же считают, что бетонная дорога дешевле асфальтовой.

Второй: «Бетонные дороги менее качественные». Такое мнение основывается на сравнениях с дорогами, которые построены по старым технологиям. Да, действительно, есть два момента, которые поддерживают это мнение. Первый: колеса на бетоне сильнее шумят. Такое утверждение особенно справедливо для дорог, поверхность которых изношена или имеет поперечную насечку. Второй: после зимы, поверхностный слой бетона шелушится. Таких недостатков лишены дороги с современным защитным покрытием поверхности, а также комбинированные.

На что рассчитывать?

В строительстве бетонных дорог все больше применяются современные технологии. Появились бетоны, имеющие высокую устойчивость к растрескиванию поверхности и морозостойкости. Новые технологии в дорожном строительстве будут способствовать избежанию незапланированных ремонтов и увеличению межремонтных периодов. В составе смесей для цементобетонных дорог все шире применяются отсевы дробления горных пород, мелкие и очень мелкие пески. Введение их в состав материала повышает износостойкость. А также расширяет сырьевую базу и способствует утилизации отходов.

Разрабатываются методы ускоренного ремонта бетонных дорог. Среди них — применение наноматериалов.

Разрабатываются новые варианты применения жесткого укатываемого бетона. Благодаря уплотнению, формированию плотной структуры, материал содержит минимум воды и цемента. Это его удешевляет.

Сейчас украинские компании увеличивают закупки оборудования для строительства бетонных дорог. На фото бетоноукладчик Gomaco, с помощью которого «Автомагистраль-Юг» выполняла работы в Одесском аэропорту.

Чтобы увеличить объемы строительства бетонных дорог в стране, подрядчикам придется помимо существующего оборудования купить и сугубо специфическое — например, бетоноукладчики. Но, в целом, для страны дороги из бетона выгоднее асфальтовых. На бетонном полотне меньше расход горючего. Для строительства требуется меньше или и вовсе не нужно закупать за рубежом битумы и дорогие добавки. Увеличение объемов их строительства во многом зависит от государственных органов. Стимулами может быть, например, использование неценовых критериев в тендерных условиях.

Подпишись на нашу рассылку

Дайджест главных новостей, презентации оборудования, обзоры мероприятий и многое другое.

*

* Эти поля обязательны для заполнения.

Оставить комментарий:

Advertisement

Скреперы K-Tec

Материалы по теме

Укатываемый бетон: серая масса с яркими свойствами

Укатываемый бетон: серая масса с яркими свойствами

Использование укатываемого бетона стало темой "Инфраструктурного клуба". Участники дискуссии искали ответы на вопросы: в чем преимущества данного материала, есть ли у него переспективы и что тормозит применение технологии в Украине?

18 Сен 2020, 10:54

eye-icon

13

comment-icon

0

“Рукавные фильтры”: убирают пыль на 99,9%

“Рукавные фильтры”: убирают пыль на 99,9%

Рукавные фильтры систем аспирации и газоочистки соединили высокое качество очистки, надежность, простоту конструкции и обслуживания.

17 Сен 2020, 14:53

eye-icon

5

comment-icon

0

JCB и водородное топливо: новая модель экологически чистого экскаватора

JCB и водородное топливо: новая модель экологически чистого экскаватора

Техническая разработка, которая впервые была применена в автомобильной промышленности, сейчас обеспечивает энергией экскаватор.

2 Сен 2020, 12:37

eye-icon

20

comment-icon

0

Advertisement