Бетон для автомобильных дорог и автомагистралей

Бетон для автомобильных дорог и автомагистралей

При строительстве дорог используются две основных разновидности бетона:

  1. Цементный бетон – в основном на основе портландцементов;

  2. Асфальтобетон – чаще всего на основе природных битумов.

Цементный бетон применяется как без армирования, так и армированным, чаще всего в виде железобетона. Армирование ведется несколькими способами и материалами:

  • стальной прутковой и проволочной арматурой, каркас сваривается или вяжется проволокой;

  • стекло- или углепластиковой композитной арматурой, каркас вяжется;

  • стальной или пластиковой фиброй – коротенькими отрезками проволоки или пластикового волокна высокой прочности, фибра замешивается в бетонную смесь и волокна ориентируются хаотично.

Бетон, который используется при строительстве как обычных дорог с бетонным покрытием, так и автомагистралей должен соответствовать определенным требованиям:

  • выдерживать значительные нагрузки переменной величины, которые могут быть приложены в различных направлениях;

  • иметь химическую стойкость к солевой антигололедной посыпке, которая используется для борьбы с обледенением поверхности бетона;

  • иметь высокую стойкость к истиранию покрышками автомобилей – примерно 0,1 мм/год;

  • стойкость к образованию микротрещин;

  • высокую морозо- и водостойкость.

  • стойкость к переменным тепловым расширениям/сжатиям поверхностных слоев при отсутствии расширения слоев в глубине слоя бетона.

  • стойкость к короблению при промерзании пучинистых грунтов под дорогой;

  • выносливость к повторяющимся нагрузкам разных видов – до 1,5 – 2 млн циклов нагружения только на изгиб;

Выносливость бетона на знакопеременные тепловые и изгибные нагрузки повышается:

  • при росте призменной прочности бетона;

  • увеличении однородности структурного состава цементного камня;

  • при точном выдерживании водоцементного отношения (в/ц бетона), которое должно находиться в пределах не менее 0,4, но не более 0,5;

  • при увеличении удельного количества цемента в кубометре бетонного раствора.

Выносливость готового бетона увеличивается при использовании цементов с увеличенным содержанием алюмиферритов кальция и с минимальным количеством хлористого кальция. Этому способствует и использование ПАВ (поверхностно-активных веществ), которые улучшают пластичность раствора.

Некоторое влияние на возрастание выносливости бетона оказывает правильный подбор материала щебня для него. Так при использовании известкового или доломитного щебня дает наибольшее повышение выносливости, гранитный щебень повышает износостойкость покрытия, базальтовый или габробазальтовый увеличивает тепловую стойкость. Щебень с карьеров, находящихся на Урале обеспечивает минимальный естественный радиоактивный фон бетонных конструкций.

Пропаривание и/или высокотемпературное ускорение «созревание» бетонных изделий ведет к снижению их выносливости.

К снижению прочности бетонной «одежды» автомобильных дорог ведет и неизбежность устройства частых температурных зазоров как поперек полотна, так и вдоль него. Они предназначены для компенсирования теплового расширения дорожного полотна в летнюю жару и сжатия в зимнюю стужу.

К бетонным смесям для дорожных покрытий предъявляет еще одно противоречивое требование – быстрое твердение или схватывание.

Интересно, что малое водоцементное отношение, которое резко усложняет процесс укладки и формования полосы бетона в некоторых случаях компенсируют использованием автокатков, которыми «укатывают» рассыпанный и выровненный слой бетонной смеси. В этом случае не требуется тщательного вибрирования даже при  очень «сухом» составе.

Российская цементная промышленность наладила выпуск специализированного алитового портландцемента для дорожного строительства. Он в своем составе содержит поверхностноактивные вешества-добавки (ПАВ), а также гидрофобно-пластифицирующие добавки. Они снижают впитываемость воды, а, значит, повышают морозостойкость. 

Назад к списку