Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Повышение качества дорожного покрытия путем применения цементобетона

Повышение качества дорожного покрытия путем применения цементобетона

Гайлитис Д.И., Вишталенко М.В., Макеенко К.В.

Брянский государственный инженерно-технологический университет, РФ

К вопросу повышения качества цементобетонных покрытий

автомобильных дорог и аэродромов

Цементобетонные покрытия автомобильных дорог и аэродромов являются наиболее долговечным видом покрытий. В России проектный срок службы цементобетонных покрытий составляет в среднем 20-25 лет, тогда как для асфальтобетонных покрытий этот срок составляет 10-15 лет. Поскольку реальный срок службы асфальтобетонных покрытий по ряду причин ниже проектного, очень актуальным представляется строительство долговечных цементобетонных покрытий.

В пользу цементобетонных дорог работает еще и такой фактор, как отсутствие качественных дорожных битумов, которые российская промышленность практически не выпускает. В настоящее время из-за сильного подорожания битумов стоимость сооружения асфальтобетонных и цементобетонных покрытий практически сравнялась.

Отличительной особенностью бетона, применяемого при устройстве автомобильных дорог и аэродромов, является способность выдерживать действие динамических и изгибающих нагрузок, истирание и агрессивное воздействие атмосферных факторов. Наиболее перспективным в настоящее время является дорожный цементный бетон с прочностью, соответствующей по величине классу не ниже Вtb4,8 (марок не ниже Рtb60). Эта величина прочности бетона определяет высокую несущую способность покрытий, их выносливость и трещиностойкость. Такая прочность дорожного бетона обеспечивается при использовании стандартных, выпускаемых отечественной промышленностью материалов за счёт снижения водоцементного отношения до величин 0,28 — 0,38 и использования комплексных химических добавок (воздухововлекающих добавок и суперпластификаторов). При этом прочность бетона на сжатие соответствует классам не ниже В35 (маркам не ниже М450), что, в свою очередь, определяет высокую износостойкость цементобетонного покрытия, стойкость против скалывания, устойчивость к истиранию, ударную стойкость, готовность покрытия к раннему открытию движения автотранспорта. Такие бетоны по современной зарубежной классификации относятся к бетонам с высокими эксплуатационными характеристиками (High Performance Concrete – HPC).

Прочность дорожных бетонов зависит, прежде всего, от качества составляющих материалов и состава бетона. Однако, применение специальных добавок позволяет значительно повысить различные нормируемые параметры бетонных смесей.

Самые распространенные модифицирующие добавки в бетон называются пластификаторами, эти вещества предназначены для разжижения бетонной смеси, чтобы в дальнейшем ее можно было удобно и эффективно подвергать переработке. Пластификаторы достаточно универсальны в своем применении — они пригодны и для увеличения прочности и плотности бетона, и для улучшения его водонепроницаемости, так как благодаря ним количество воды в смеси уменьшается на 30 %, хотя смесь и сохраняет свою подвижность. Кроме того, пластификаторы снижают общее количество воды и цемента, что позволяет получить бетон с небольшой усадкой.

Воздухововлекающие добавки используют главным образом для повышения морозостойкости бетонов и растворов. Механизм действия воздухововлекающих веществ очень простой. Вода, замерзая, рвет бетон как бумагу. Создавая в материале воздушные полости, мы даем воде место для расширения и уменьшаем ее разрушительную силу. Применение синтетических воздухововлекающих добавок Mischol LP 71 и Micro Air®125 производства концерна БАСФ позволяет повысить морозостойкость бетона минимум на 2 класса, а водонепроницаемость – минимум на 3 класса. Mischol LP 71 и Micro Air ®125 – это жидкие добавки на основе поверхностно-активных веществ. Рекомендуемая дозировка 0,1 – 0,8% от массы цемента.

Из многочисленных видов добавок-суперпластификаторов, исследованных у нас в стране различными научно — исследовательскими институтами, наиболее доступным и освоенным отечественной химической промышленностью и строительным производством оказались суперпластификатор С-3 и комплексная добавка С-3+СНВ . Суперпластификатор С-3 представляет собой водорастворимый сульфированный продукт на нафталинформальдегидной основе. В состав С-3 входит также некоторое количество пластификатора ЛСТ (технических лигносульфонатов) и сульфата натрия. Добавки С-3 и С-3+СНВ выпускаются в жидком виде, в виде водного раствора 33 – 39 % концентрации, и в порошкообразном. Добавка С-3 остаётся сегодня одной из самых эффективных отечественных пластифицирующих добавкок в цементные бетоны, сравнимой с зарубежными аналогами («Мельмент», «Майти», «Мапей», «Woerment» и др.).

Принцип действия добавки С-3 в бетоне, как и других пластификаторов, основывается на ослаблении коагуляционного взаимодействия новообразований в цементном тесте в первые часы после затворения сухих составляющих бетонной смеси водой, на диспергирующем действии добавки в цементных системах.

Однако полагаться только на один вид добавок не рационально. Исследования в области повышения качества цементобетонов показывают, что на сегодняшний день существуют достаточно перспективные разработки. Например, существует технология использования литых и самоуплотняющихся бетонных смесей. При использовании таких смесей с осадкой конуса более 20 см отпадает необходимость применения вибрационной техники. Использование литых бетонных смесей вместо смесей с осадкой конуса 1- 4 см позволяет на 10 % снизить расход цемента и сократить трудозатраты.

Установлено, что введение гиперпластификатора улучшает удобоукладываемость бетонной смеси при любых расходах цемента. При расходах гиперпластификатора от 0,8 до 1,2 % от расхода цемента получены равноподвижные смеси с пониженным расходом воды на 20 % по сравнению с бетонной смесью на основе С-3. Введение микрокремнезема в литую бетонную смесь значительно влияет на прочность бетона, при этом максимум прочности достигается при расходе микрокремнезема в пределах 7 — 12 % массы цемента. При дальнейшем увеличении доли добавки прочность практически не повышается.

Еще одна комплексная минерально-химическая добавка — «БИО-НМ» — Добавка «БИО-НМ» по основному эффекту действия относится к добавкам, снижающим проницаемость бетонов и растворов и повышающая их стойкость при эксплуатации в агрессивных средах. Проведено исследование прочности образцов бетона, изготовленных по стандартному рецепту и с добавкой «БИО-НМ» в количестве 2, 3 и 5 %. По результатам, представленным на рисунке 1 видно, что наибольшую прочность в возрасте 28 суток имеют образцы с добавками в количестве 3 и 5 %. При этом видно, что разница в прочности образцов весьма незначительно, поэтому вполне достаточно добавлять 3 % «БИО-НМ» для получения бетона высокой прочности.

Рисунок 1 – Сравнительные характеристики бетонов с добавкой «БИО-НМ»

Как показали исследования и наблюдения за дорогами, работающими в неблагоприятных грунтово-гидрологических условиях и при повышенных транспортных нагрузках, для повышения их эксплуатационных показателей, целесообразно устраивать покрытия из бетонных смесей, армированных стальными или другими фибрами.

Применение фибры позволяет также увеличить в 2-3 раза расстояние между температурными швами покрытия, а в отдельных случаях отказаться от их устройства.

Проанализированы также авторские свидетельства, в которых предлагаются различные составы цементобетонных смесей, позволяющие улучшить их свойства. В частности – повысить прочность и снизить водопроницаемость.

Интересным является состав, включающий портландцемент, минеральный заполнитель, добавку на основе нефтепродукта и воду. В качестве добавки состав содержит нефтешлам — отход нефтеперерабатывающего завода при следующем соотношении компонентов: портландцемент 6 — 14 %, минеральный заполнитель 66 — 68 %, добавка 15 — 19 %, остальное – вода.

Задачей изобретения являлось снижение набухания, повышение прочности и водонепроницаемости бетона. Данные испытаний показали, что данная смесь имеет прочность на сжатие 14,5 МПа, тогда как смесь, приготовленная по обычном рецепту – 8 МПа. Водонепроницаемость смеси – 16,2 МПа. У смесей традиционного состава – 9 МПа.

По результатам исследования можно сделать вывод, что введение добавок – один из наиболее эффективных факторов, повышающих долговечность бетона. Особенно важно применять добавки при сооружении покрытий для аэродромов, при строительстве дорог, при закладке бассейнов или иных гидротехнических сооружений.

1. Шейнин А.М., Эккель С.В. Использование микрокремнезёма в дорожном бетоне // Наука и техника в дорожной отрасли. – 2005. — №2.- с.28-33.

2. Попова Е. С. Повышение качества дорожного покрытия путем применения цементобетона [Текст] // Современные тенденции технических наук: материалы IV Междунар. науч. конф. (г. Казань, октябрь 2015 г.). — Казань: Бук, 2015. — С. 76-79.

Перспективы строительства цементобетонных дорог

Рубрика: Спецвыпуск

Дата публикации: 14.06.2017 2017-06-14

Статья просмотрена: 425 раз

Библиографическое описание:

Разгильдяева, М. П. Перспективы строительства цементобетонных дорог / М. П. Разгильдяева, С. А. Орехов, С. А. Дергунов, А. Ю. Емельянова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2017. — № 21.1 (155.1). — С. 152-153. — URL: https://moluch.ru/archive/155/44229/ (дата обращения: 01.11.2020).

С каждым годом наблюдается повышение требования к прочности, надежности и работоспособности дорожных одежд. Это вызвано ростом грузоподъемности транспортных средств и интенсивности движения на дорогах. Ежегодный рост автомобилизации в зависимости от конкретных регионов достигает 6—10%. Количество транспорта растет, динамические характеристики автомобилей — тоже. Нагрузка на дорожное покрытие с каждым годом все выше и выше. При этом сама дорожная сеть увеличивается гораздо более медленными темпами.

В результате растущих нагрузок асфальтобетонные покрытия деформируются, на большинстве дорог появляются колеи, выбоины и трещины. Выгодной альтернативой является цементобетонное покрытие [1].

Строительство дорог из цементобетона прекратилось в России еще с 1980-х годов. В тоже время за рубежом была противоположная ситуация: разрабатывались соответствующие машины и механизмы, проводились научные исследования по использованию высокоэффективных бетонов в дорожном строительстве [2].

Эффективность строительства таких покрытий высока, что доказывают дороги таких стран как США, Бельгия, Италия, Германия и Китай.

Сегодня цементобетонное покрытие является большим конкурентом асфальтобетонного.

Читать еще:  Этапы строительства дома: от проекта до чистовой отделки помещений

Со слов ведущего эксперта в области применения цементобетона в дорожном строительстве проректора МАДИ В. Ушакова: «При правильном содержании и своевременном ремонте такое покрытие может прослужить 60 и более лет».

Цементобетонные покрытия бывают различными. Они разделяются на монолитные и сборные, однослойные и двухслойные, армированные и неармированные, причем применяется как обычный бетон, так и предварительно напряженный. Цемент для каждой из этих конструкций должен удовлетворять дополнительным специфическим требованиям.

Как правило, цементно-бетонное дорожное покрытие представляет собой плиту толщиной 18-24 сантиметра. Поэтому на бетонной дороге на определенном расстоянии делаются швы расширения – миллиметровые зазоры. Швы заполняют эластичной мастикой из битума, чтобы в основание под плиту не проникала вода. Швы расширения в умеренном климате устраивают через 20-30 метров. Это расстояние зависит от температуры бетонной смеси в момент укладки, а также от климата местности [3].

Таким образом, цементно-бетонное дорожное покрытие – непрерывное, но состоит из отдельных плит. Во избежание нарушения монолитности всего покрытия, а также для передачи нагрузки от движущихся машин от одной плиты к другой в швах устанавливают специальные металлические стержни.

У таких дорог есть, несомненно, много преимуществ. Во-первых, они достаточно прочные и не нуждаются в ремонте. Бетонное покрытие служит больше сорока лет, а асфальт может послужить максимум десять лет, при этом каждый год нужно его ремонтировать.

Во-вторых, транспорт расходует меньше топлива. Данное преимущество связано с тем, что при движении машин с большим грузом бетонная дорога не деформируется, и транспорту надо на двадцать процентов меньше топлива для передвижения.

В-третьих, такие дороги устойчивы к экстремальным погодным условиям. На них не влияют сильные дожди и сильно высокие или низкие температуры воздуха.

В-четвертых, сохранение экологии, поскольку транспорт тратит меньше топлива для передвижения, то и окружающая среда загрязняется меньше. Также экономное использование ресурсов природы. Бетон получают из известняка, в то время как асфальт – из нефти [2].

К сегодняшнему дню в нашей стране накоплен положительный опыт длительной эксплуатации цементобетонных покрытий в различных климатических условиях за счет проведения восстановительных ремонтов.

Если раньше старались пренебрегать бетонными дорогами, поскольку они относились к разряду дорогих, то сейчас у таких дорог есть все шансы стать альтернативной заменой для асфальтобетона.

Повышение качества дорожного покрытия путем применения цементобетона

Рубрика: 8. Строительство

Опубликовано в

Дата публикации: 02.10.2015

Статья просмотрена: 1703 раза

Библиографическое описание:

Попова, Е. С. Повышение качества дорожного покрытия путем применения цементобетона / Е. С. Попова. — Текст : непосредственный // Современные тенденции технических наук : материалы IV Междунар. науч. конф. (г. Казань, октябрь 2015 г.). — Казань : Бук, 2015. — С. 76-79. — URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/163/8886/ (дата обращения: 01.11.2020).

Важность поставленного вопроса обусловлена существующими реалиями. За последнее десятилетие очень сильно возросло количество автомобилей, постоянно возрастают грузопотоки, скорости движения и грузоподъемности автомобилей — всё это привело к такому росту динамического воздействия на дорожную сеть страны, что на сегодняшний день она оказалась не способной соответствовать восприятию таких нагрузок. Значительная часть федеральных дорог имеет высокую степень износа и исчерпала свою пропускную способность. По данным Федерального дорожного агентства протяженность автомобильных дорог общего пользования с твердым покрытием в РФ к 2015 году составила 519 544,4 км [1]. При этом достаточно большой процент не отвечает нормативным требованиям, что касается автомобильных дорог, относящихся к Тюменской области, здесь не отвечают нормативным требованиям 43,9 % дорог, в ХМАО — 18,6 %, в ЯНАО — 14,5 %. Данную статистику наглядно можно увидеть на рисунке 1.

Рис. 1. Протяженность автомобильных дорог

На сегодняшний день перед дорожниками стоят задачи по внедрению эффективных технологий строительства и реконструкции автомобильных дорог. Создаются стратегии и программы модернизации, но ни в одном документе планирования строительства дорог не говорится о внедрении новых технических решений. Предлагаются способы улучшения асфальтобетона, который является, в основном, не жестким покрытием с низкой морозостойкостью, плохо реагирует на жару, подвержен колееобразованию, работает всего в течении 2–5 лет, особенно в условиях нарастания максимальных нагрузок на дорожное полотно и фактически дороги подлежат ремонту уже через 3–4 года. В тоже время из-за нестабильного положения в экономике, цена на битум растет вместе с ценой на нефть, одновременно растут и бюджеты на строительство. Поэтому проблема качества дорожного покрытия существует и требует решения. Одним из путей решения проблем качества в дорожном строительстве является повышение долговечности дорожных одежд путём расширения применения цементобетона [2].

Стоимость конструкций с покрытиями из цементобетона в настоящее время сопоставима со стоимостью конструкций с асфальтобетонными покрытиями. Расчет стоимости был произведен с использованием данных стоимость 1кв.м покрытия автомобильной дороги 1 технической категории (МКАД — Кашира) [3]. Расчетные данные представлены в таблице 1.

Сравнительная стоимость 1 кв.м конструкции дорожной одежды

Жесткая дорожная одежда

Стоимость с НДС, руб.

Нежесткая дорожная одежда

Стоимость с НДС, руб.

Мелкозернистый асфальтобетон на ПБВ, тип А, марка 1–5см

Крупнозернистый асфальтобетон марка 1–7см

Пористый асфальтобетон марка 1–8см

Тощий бетон — 18см

Тощий бетон — 25см

Технологический слой из щебня М: 600–15см

Технологический слой из щебня М: 600–15см

Морозозащитный слой — 50см

Морозозащитный слой — 50см

Итого стоимость 1кв.м конструкции защитной одежды

Итого стоимость 1кв.м конструкции защитной одежды

Так, стоимость 1 кв.м покрытия автомобильной дороги 1 технической категории (МКАД — Кашира) с цементобетонным покрытием составляет 1352,13 руб., а с асфальтобетонным покрытием — 1378,70 руб. При этом сроки службы цементобетонных покрытий в несколько раз выше, такие покрытия первые 10 -12 лет эксплуатации практически не требуют никакого ремонта, затраты на обслуживание цеметобетонных дорог значительно меньше затрат на асфальтобетонных. Высокая долговечность бетона позволяет сократить расходы на содержание и ремонт до минимума. Применяя цементобетон на современном уровне, с использованием специальных добавок, регулирующих сроки схватывания, прочность, морозостойкость, инновационных методов укладки и ухода за бетоном, с реализацией новых конструкции дорожных одежд, отвечающих современным методам можно добиться повышения качества дорожного покрытия и увеличения показателей надежности и долговечности автомобильных дорог. Помимо прямых экономических выгод от строительства, данное покрытие обеспечивает такие технико-экономические преимущества при эксплуатации дороги как:

— Высокая прочность цементобетона и общая жесткость дорожных одежд с цементобетонными покрытиями, способными выдерживать нагрузки, намного превышающие проектные для асфальтобетона, при одинаковых условиях и требованиях;

— Больший срок службы цементобетонного покрытия (по данным многочисленных исследований отечественной и зарубежной практики в 1,5–2 раза больше, чем у асфальтобетонного);

— Рост прочности цементобетона во времени, что способствует поддержанию его высоких транспортно-эксплуатационных качеств без значительных ремонтов на длительные сроки, снижая, тем самым затраты на его эксплуатацию;

— Способность цементобетонной дорожной одежды существенно облегчать работу земляного полотна при проезде тяжелых транспортных средств, когда за счет жестких плит цементобетона нагрузка распределяется равномерно, тем самым значительно снижая ее воздействие на подстилающие грунты дорожной конструкции; отсюда и долговечность конструкции в целом;

— Стабильно высокие деформативные свойства цементобетонного покрытия при постоянных знакопеременных температурных воздействиях, что для климатических условий России особенно характерно, так как оно, в отличии от асфальтобетонного, не так восприимчиво в силу своих заданных свойств;

— Стабильность коэффициента сцепления покрытия с колесами автомобилей в силу природных свойств материалов, из которых он состоит, слабая его зависимость от степени увлажнения покрытия;

— Хорошая видимость покрытия в темное время суток [4].

Всё это приобретает особое значение в контексте транспортных проблем России. Но, как и любая технология, применение цементобетона для строительства дорожных покрытий имеет свои недостатки, такие как трудность ремонта, невозможность открывать движения сразу после устройства покрытия и наиболее уязвимое место бетонных покрытий — это поперечные швы. Современные технологии позволяют устранить большинство слабых мест цементобетона. Полная автоматизация основных процессов по укладке и уплотнению бетонных смесей, отделки поверхности бетона, устройству температурных швов и уходу за бетоном в период набора прочности. Это позволяет резко повысить эффективность строительных работ: улучшить ровность, увеличить производительность укладки, снизить стоимость и трудоемкость работ, увеличить срок службы дорожных одежд. Бетоноукладчики со скользящими формами за один проход машины выполняют весь комплекс работ по устройству высокопрочных покрытий. Непрерывно армированные цементобетонные покрытия привели к избавлению от температурных швов сжатия и растяжения, благодаря наличию арматуры в них образуются поперечные трещины с шагом 1,5–3,0 м и раскрытием их на поверхности до 0,2–0,4 мм. Незначительное раскрытие трещины обеспечивает передачу поперечной силы между плитами и гарантированно защищает арматуру от проникновения воды, так как на уровне арматуры трещины не раскрываются.

В России строительство и реконструкцию дорог с покрытием из цементобетона можно осуществлять исключительно за счет отечественных материалов, способствуя увеличению объемов выпуска цемента и других необходимых строительных материалов, а также увеличив число рабочих мест. Сейчас уровень производства материалов достаточен для удовлетворения всех потребностей дорожного хозяйства. По данным НИЦ «Строительство» в России производится около 70 млн. т. цемента в год. В 2013 году введен в действие ГОСТ Р 55224–2012 «Цементы для транспортного строительства».

Читать еще:  Изготовление кессонных перекрытий своими руками

Таким образом, достижения в области применения цементобетона в дорожном строительстве обеспечивают его высокую эффективность, при одновременном увеличении срока службы. Цементобетонные дорожные покрытия имеют высокую распределяющую способность, незначительный износ при истирании, высокий, мало зависящий от увлажнения коэффициент сцепления. Прочностные и деформативные характеристики цементобетона практически не меняются при изменении температуры, влажности и скорости нагружения. Для производства портландцемента имеются большие сырьевые ресурсы. Всё это способствует повышению показателей качества дорожного покрытия и качества автомобильных дорог в целом.

1. Статистическая отчетность: [Электронный ресурс] // Министерство транспорта Российской Федерации. Федеральное дорожное агентство. URL: http://rosavtodor.ru/documents/stat-otchet/. (Дата обращения: 11.09.2015).

2. Коровяков, В. Ф. Предпосылки для развития строительства дорог с применением цементных бетонов / В. Ф. Коровяков // Технологии бетонов. -2014. — № 3. — С. 25–29

3. Ушаков, В. В. Магистралям России — долговечные покрытия / В. В. Ушаков // Дороги Евразии. -2014. — № 1. — С. 23–25.

Повышение качества дорожного покрытия путем применения цементобетона

Возрастающим требованиям движения, как показывает отечественный и мировой опыт, в наибольшей степени отвечают цементобетонные покрытия. Стабильные транспортно-эксплуатационные показатели, высокая долговечность дают им преимущества перед покрытиями, построенными с применением органическихвяжущих, Цементобетонные покрытия устраивают непосредственно на месте строительства из свежеуложенного бетона по конструктивным слоям основания.

В зависимости от интенсивности движения, свойств земляного полотна, плита из цементобетона может быть неармированной или содержать арматурную сетку, препятствующую раскрытию трещин в случае их возникновения, Толщину плиты назначают по расчету, и обычно она колеблется от 18 до 24 см, а иногда до 30 см.

Бетонное покрытие укладывают на искусственное основание из грунта, обработанного цементом, щебня, обработанного вяжущим или из других прочных материалов. Обеспечение необходимой ровности и прочности основания позволяет существенно снизить напряжения в цементобетонном покрытии и повысить его работоспособность.

В мировой практике используются две различные технологии строительства цементобетонных покрытий и оснований: в рельс-формах и скользящей опалубке. Рельс формы, устанавливаемые с помощью геодезических инструментов строго в соответствии с проектом расположения покрытия в плане и профиле, служат рельсовым путем для колесных самоходных машин бетоноукладочного комплекта и одновременно опалубкой для бетона.

В этот комплект кроме машин, осуществляющих распределение, уплотнение и отделку бетона, могут входить также машины для устройства деформационных швов, для нанесения пленкообразующих материалов с целью ухода за бетоном, для монтажа и демонтажа рельс-форм. При этом операции по уплотнению и отделке бетона выполняют специальные рабочие органы бетоноукладочной машины.

Безрельсовая укладка бетона в покрытия автомобильных дорог основана на применении специальных машин -бетоноу кладчиков со скользящими формами, рабочие органы которых выполняют за один проход машины распределение и уплотнение бетонной смеси, отделку поверхности бетона, а также устройство продольного деформационного шва. Полная автоматизация основных процессов укладки, однопроходный режим работы, отказ от трудоемких операций по монтажу и демонтажу рельс -форм позволяют резко повысить эффективность строительных работ: улучшить ровность покрытия, увеличить производительность укладки, снизить стоимость и трудоемкость работ. Ведущими зарубежными фирмами по выпуску современных бетоноукладочных комплексов являются: Gomaco (США), Wirtgen (Германия) и Massenza (Италия).

Во избежание разрушения бетона от совместного действия транспортной нагрузки и колебаний температуры, существенно увеличивающихся с ростом длины плит, в бетонных покрытиях устраивают деформационные швы различного назначения. В большинстве стран технология устройства поперечных деформационных швов характеризуется нарезкой их пазов в затвердевшем бетоне самоходными многодисковыми машинами — нарезчиками, Продольные швы в ряде случаев устраивают в свежеуложенном бетоне диском, смонтированном на бетоноотделочной машине.

Качество герметизации деформационных швов определяет долговечность цементобетонных покрытий. Для герметизации всех видов швов используются герметики холодного и горячего применения. Герметики холодного применения созданы на основе синтетических каучуков и, как правило, состоят из пасты и отвердителя, В России успешно применялись герметики VULCEM (США). U-SEA (Канада), COLPOR (Англия) и др. Герметики холодного применения используются с помощью пневмошприцев и заливщиков для двухкомпонентных герметиков.

Герметизирующие материалы горячего применения включают битумы нефтяные, дробленую резину, мягчители, пластификаторы, наполнители, полимерную добавку. Применение праймера (полимерной композиции) значительно удлиняет срок эксплуатации покрытия с герметичными швами.

Поперечные швы наиболее уязвимое место бетонных покрытий. Желание избавиться от температурных швов сжатия и расширения привело к созданию непрерывно армированных цементобетонных покрытий.

Принципиальное отличие непрерывно армированных конструкций от обычных неармированных состоит в том, что под влиянием внешних воздействий и благодаря наличию арматуры в них образуется поперечные трещины с шагом 1,5 -3,0 м и раскрытием их на поверхности до 0,2 — 0,4 мм. Незначительное раскрытие трещины обеспечивает передачу поперечной силы между плитами и гарантирует от проникновения к арматуре воды, так как на уровне арматуры трещины не раскрываются.

В г. Москве в 1972 году были построены первые опытные участки непрерывно армированных покрытий, которые показали высокую эффективность эксплуатации, В США и ряде европейских стран покрытия и основания с непрерывным армированием строятся в значительных объёмах.

В последние годы наблюдается тенденция создания дорожных бетонов повышенной прочности и долговечности. Это достигается путем модификации структуры бетона химическими добавками: пластифицирующими, воздухововлекающими и газообразующими. В России наилучший эффект получен с комплексной химической добавкой на основе суперплатификатора С-3 и воздухововлекающей добавки СНВ. В зарубежной практике широкое применение находит использование тройной комплексной добавки, включающей сочетание воздухововлекающей, газообразующей и пластифицирующей добавок. Направленная модификация структуры дорожного бетона позволяет создавать бетоны высокой прочности и морозостойкости при низком водоцементном отношении.

С появлением виброкатков , уплотняющих бетонную смесь до большей плотности и без раскрошивания крупного заполнителя, стало возможным использование бетонных смесей особо жесткой консистенции для строительства автомобильных дорог под тяжелые нагрузки. Отличительной особенностью применения таких смесей является меньший расход цемента по сравнению с традиционными смесями, широкое использование в их составе отходов производства, простота технологии строительства. Однако вследствие низкого расхода цемента и высокой пористости укатанные бетоны имеют относительно низкие прочностные показатели и морозостойкость.

Проведенные автором совместно с английскими учеными исследования показали возможность значительного улучшения свойств подобных бетонов за счет оптимального проектирования состава смеси, введения микро-заполнителей и поверхностно-активных веществ. Высокие транспортно-эксплуатационные качества и упрощенная технология строительства обеспечивают технико-экономическую эффективность применения укатанных бетонов в конструкциях дорожных одежд.

В России построено и успешно эксплуатируется более 6 тыс. км. автомобильных дорог с цементобетонными покрытиями. В США 60% межштатных дорог с интенсивным движением транспортных средств имеют бетонные покрытия.

Повышенный срок службы дорожных одежд с цементобетонными покрытиями при минимальных затратах на их содержание, высокие транспортно-эксплуатационные качества, ограниченные запасы нефти и низкое качество битума, поставляемого для изготовления асфальтобетона, являются важными обстоятельствами определяющими перспективу применения цементобетона в дорожном строительстве.

Основные аспекты подбора состав дорожного бетона

Дорожный бетон –это современный надежный строительный материал, созданный на основе портландцемента, который активно используется для создания качественного покрытия цементобетонных автомобильных дорог и аэродромов. Зачастую дорожный бетон применяют при возведении мостов, эстакад и тоннелей, также не обойтись без него при устройстве надежных и высокопрочных оснований под усовершенствованные асфальтобетонные покрытия.

Состав дорожного бетона

Дорожный бетон для строительства верхнего слоя двухслойного дорожного покрытия производится на основе цемента марки не ниже М-500

Наиболее оптимизированным соотношением компонентов для производства дорожного бетона является соотношение 1 /2 / 5 (портландцемент / песок / заполнитель) Дорожный бетон условно можно разделить на следующие виды:

Виды дорожного бетона

  • Для однослойных дорожных покрытий;
  • Для двухслойных дорожных покрытий ( верхнего и нижнего слоя);
  • Для устройство оснований дорог с усовершенствованным покрытием.

В зависимости от задач поставленных дорожным строителям, а также климатическим условиям местности пролегания дороги выбирается вид дорожного бетона и материалы , способные обеспечить необходимые физико-механические качества .

Требования к дорожным бетонам

К дорожным бетонам предъявляются следующие требования: по прочности на сжатие, растяжение при изгибе, морозостойкости ,истираемости, водонепроницаемости и прочие.

Требования к значению прочности в зависимости от функций и условий эксплуатации дорожного покрытия марка колеблется по показателям указанным в таблице 1

Выбор марки дорожного бетона по морозостойкости обусловлен среднемесячной температурой в наиболее холодный месяц и ее показатели колеблются в следующих пределах приведенных в таблице 2

Высокая долговечность бетона добивается нормированием водоцементного отношения, которое принимается :

  • Для однослойных покрытий и верхнего слоя двухслойных покрытий водоцементное отношение В/Ц не выше 0,5;
  • Для нижнего слоя покрытия В/Ц=0,6 и выше.

Удобоукладываемость дорожного бетона принимается равной 2-4 см, однако в последние годы обширно используются жесткие смеси с последующим уплотнением тяжелыми катками.

Бетон для строительства дорожных покрытий изготавливаться на основе щебня различных фракций. Так бетон для верхних слоев двухслойных дорожных покрытий содержит щебень фракцией 20 мм, а бетон для однослойных дорожных покрытий – щебень фракцией 40 мм.

Читать еще:  Ремонт полов в гараже. Основные причины деформации бетонного основания

Долговечность дорожного бетона зависит от качества применяемых материалов ,поэтому песок и крупный заполнитель должны быть высокого качества. Требования по прочности к крупному заполнителю указаны в таблице 3.

При изготовлении дорожного бетона ,с помощью которого будет производится устройство дорожного покрытия, применяется природный песок различных фракций, но чаще всего используется песок средней и крупной структуры, реже используется песок ,полученный путем дробления горной породы.

С учетом необратимого износа поверхности дорожного покрытия , к крупному заполнителю предъявляются требования по истираемости методом полочного барабане. Значения приведены в таблице 4

С развитием научных институтов и производств занятых в сфере дорожного строительства появился большой выбор добавок вводимых в состав бетонной смеси с целью повышения физико-механических свойств конструкции. Так зачастую используются пластифицирующие и воздухововлекающие добавки.

В результате можно сделать вывод ,что дорожный бетон- это специальный цементный раствор, характеризующийся высокими прочностными показателями и устойчивостью к сдвигу. Данный бетон должен обязательно соответствовать ГОСТ и другим нормативным документам, что предусматривают его производство только в промышленных условиях с высоким контролем качества материала.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящая инструкция распространяется на конструирование и строительство цементобетонных покрытий и оснований из монолитного бетона на автомобильных дорогах общей сети СССР.

1.2. При конструировании и строительстве цементобетонных покрытий и оснований, кроме Инструкции, должны учитываться требования СНиП по проектированию автомобильных дорог и СНиП по производству и приемке работ при строительстве автомобильных дорог, СНиП по производству и приемке работ при возведении монолитных бетонных и железобетонных конструкций, а также требования стандарта на дорожный бетон.

1.3. Область применения монолитных бетонных покрытий должна соответствовать указаниям СНиП на проектирование автомобильных дорог.

1.4. Если покрытие строят на второй год после возведения земляного полотна, верхняя часть земляного полотна при необходимости должна быть повторно тщательно уплотнена до требуемой плотности.

Внесена Государственным Всесоюзным дорожным научно-исследовательским институтом (Союздорнии)

Утверждена Министерством транспортного строительства 7 февраля 1980 г.

1.5. Проекты организации строительства и производства работ по строительству автомобильной дороги с цементобетонным покрытием должны быть составлены с учетом:

возможности постройки цементобетонного завода (ЦБЗ) у железной дороги с разгрузочным тупиком или у трассы строящейся автомобильной дороги и обеспечения ЦБЗ электроэнергией от общегосударственной или временной сети;

возможности использования существующих автомобильных дорог и строительства временных дорог для бесперебойной доставки бетонной смеси от ЦБЗ на место укладки без ухудшения ее строительно-технологических свойств (связности, удобообрабатываемости, недопустимых потерь подвижности и вовлеченного воздуха);

выбора наиболее экономичных источников снабжения ЦБЗ качественными материалами для приготовления бетона и строительства покрытия(

организации радио- или телефонной связи между ЦБЗ и бетоноукладочным комплектом машин.

1.6. Положения настоящей Инструкции распространяются на монолитные цементобетонные покрытия автомобильных дорог, устраиваемые:

комплектом высокопроизводительных машин со скользящими формами (опалубкой) с автоматической системой обеспечения ровности;

комплектом машин, передвигающихся по рельс-формам в неподвижной опалубке.

2. КОНСТРУКЦИЯ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ С БЕТОННЫМИ ПОКРЫТИЯМИ И ОСНОВАНИЯМИ

2.1. Дорожные одежды с покрытиями (рис. 1) могут иметь, как правило, следующие конструктивные слои: покрытие, выравнивающий слой, основание и дополнительный слой основания.

При строительстве покрытий машинами со скользящими формами и подвозе бетонной смеси и других материалов по обочине расстояние от одной из бровок земляного полотна до края основания должно быть не менее 3(3 м. При ширине обочин 3,75 м и крутизне откосов 1:2 не требуется уширять земляное полотно. В отдельных случаях на высоких насыпях при крутизне откосов менее 1:2 допускается уширять одну из обочин на 20 см за счет другой обочины. Необходимость уширения земляного полотна должна быть установлена проектной организацией.

Рис. 1. Поперечные разрезы типовых дорожных одежд с цементобетонным покрытием, устраиваемых комплектами машин:

а — со скользящими формами; б — с применением рельс-форм; 1 — покрытие;

2 — выравнивающий слой; 3 — основание( 4 — дополнительный слой основания;

5 — земляное полотно( в — укрепленная полоса

2.2. Покрытие непосредственно воспринимает нагрузки и обеспечивает безопасный проезд автомобилей с расчетной скоростью. Покрытие можно строить из неармированного или армированного цементобетона.

2.3. Выравнивающий слой предназначен устранить неровности на основаниях, обеспечить перемещение плит покрытия при изменении температуры, равномерно распределить давление от автомобилей, уменьшить напряжения в плитах при их короблении и повысить стойкость поверхностного слоя основания.

Выравнивающий слой допускается не устраивать на основаниях из низкомарочного бетона или грунтов и каменных материалов I класса прочности, укрепленных цементом. При этом должны быть соблюдены следующие условия: цементогрунт приготовлен в смесительной установке; обеспечена ровность поверхности основания за счет чистового профилирования в соответствии со СНиП на строительство автомобильных дорог; осуществлен уход за цементогрунтом пленкообразующим материалом, как правило, с применением катионактивной битумной эмульсии (расход 1-1,5 л/м 2 ) или поверхностной обработки толщиной 0,6 см в виде россыпи с прикаткой (на 1 м 2 10 л, около 17 кг) гранитных высевок, обработанных 3 л катионактивной битумной эмульсии. Допускается применять пленкообразующий материал, используемый для ухода за бетоном.

В тех случаях, когда не обеспечена проектная ровность основания, цементогрунт готовят смешением на месте укладки, применяют цементогрунт II класса прочности, то поверх основания следует устраивать выравнивающий слой.

В зависимости от категории дороги и материала оснований для устройства выравнивающих слоев можно использовать:

черный песок или асфальтобетон 4-й марки слоем 3-5 см на дорогах I и II категорий с основаниями из каменных материалов и грунтов, укрепленных неорганическими вяжущими; слой толщиной 5 см назначают при езде построечных автомобилей по основанию;

необработанный песок слоем 5 см на дорогах II категории при расчетной суточной интенсивности движения менее 5000 авт./сут. или на дорогах III категории, при основаниях из каменных материалов и грунтов, укрепленных неорганическими вяжущими, а также из песка и песчано-гравийных смесей.

Нельзя устраивать выравнивающий слой из необработанного песка на основаниях из щебня, гравия, шлака и гравийных смесей.

Выравнивающий слой допускается устраивать из черного песка в среднем слоем 5 см на основаниях из щебня, гравия, шлака и ракушечника.

2.4. Основание под цементобетонное покрытие необходимо устраивать, чтобы уменьшить удельное давление на подстилающий грунт от автомобилей и коробление плит при действии температуры, предотвратить выдавливание увлажненного грунта из-под краев и через швы покрытия, обеспечить ровность и устойчивость дорожной одежды против неравномерных вертикальных смещений, повысить прочность и трещиностойкость покрытия, проезд по основанию автомобилей и гусеничных бетоноукладчиков в период строительства.

2.5. На автомобильных дорогах I и II категорий основания следует строить из каменных материалов (щебня, гравия, гравийно-песчаных смесей), укрепленных цементом или отходами промышленности, обладающими вяжущими свойствами (гранулированным доменным шлаком с негашеной известью или цементом, молотым шлаком, золой уноса тепловых электростанций и др.), а также из песка и супесей, укрепленных цементом.

При строительстве покрытий машинами со скользящими формами основание следует устраивать из укрепленных неорганическими вяжущими грунтов и каменных материалов I класса прочности (по СН 25-74). На дорогах II и III категорий разрешается строить основания из грунта, укрепленного органическими вяжущими, из подобранного щебеночного и гравийного материала или шлака. Основания из щебня или шлака на дорогах II категории, как правило, необходимо строить с расклинцовкой и тщательным уплотнением, чтобы придать им монолитность. При технико-экономическом обосновании допускается на дорогах III категории строить основания из каменных материалов и грунтов, укрепленных вяжущими.

Основания из песка или песчано-гравийных смесей допускается применять при использовании рельсового комплекта машин на дорогах III и II категорий на отдельных участках с расчетной интенсивностью движения до 4000 авт./сут.

2.6. При строительстве покрытий комплектом машин со скользящими формами основание необходимо устраивать шириной 9,6 м, чтобы обеспечить проход гусениц машин по ровному основанию. В случае применения комплекта машин, передвигающихся по рельс-формам, основание следует устраивать шире покрытия не менее чем на 0,5 м с каждой стороны, но не менее ширины укрепленных полос.

Если покрытие строят совместно с укрепленными полосами (при наличии машин), то со стороны обочин основание должно иметь ширину, достаточную для установки рельс-форм (около 30 см).

2.7. Минимальную толщину конструктивных слоев основания следует назначать с учетом требований СНиП на проектирование автомобильных дорог.

При использовании основания для движения построечных автомобилей грузоподъемностью до 7 т минимальная толщина основания должна быть:

Из песчаных и супесчаных грунтов, укрепленных цементом и из

тощего бетона 14 см

Из щебня, шлака или гравия 15 см

При строительстве покрытий комплектом машин со скользящими формами и использовании автомобилей грузоподъемностью от 7 до 12 т толщину оснований следует назначать по расчету. В этом случае основания из укрепленных цементом грунтов и каменных материалов I класса прочности следует принимать не тоньше 16 см, в остальных случаях — не менее 18 см.

Минимальная толщина основания из песка, включая дополнительный слой (морозозащитный, дренирующий) зависит от вида грунта земляного полотна и дорожно-климатической зоны, но должна быть не менее величин, приведенных в табл. 1.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector