Устройство покрытий из а бетона. Специфика строительства автомобильных дорог из бетона. Достоинства бетонных дорожных покрытий

Для устройства покрытий полов чаще всего используется бетон. Материал обеспечивает высокую прочность конструкции, стойкость к агрессивным условиям эксплуатации. Технологии возведения напольных конструкций прекрасно изучены, не вызывают чрезмерных затрат и характеризуются широкой сферой применения.

Бетонные подстилающие слои устраиваются там, где в процессе эксплуатации возможно действие масел, растворов, растворителей, различных агрессивных жидкостей. Во всех остальных случаях можно обойтись устройством нежестких песчано-щебеночных, шлаковых, асфальтобетонных, глинобетонных подушек.

Толщина подготовки зависит от проектных нагрузок. Всегда учитываются характеристики грунтов и применяемых материалов . Впрочем, действующие нормы определяют минимальную толщину подстилающих слоев. Если они укладываются в помещении жилого и общественного назначения – это 80 мм, если в производственных – 100 мм.

На полах с уклоном, организованным стоком предусматривается совпадение швов с водоразделом, в остальных случаях – с деформационными швами здания

Бетон должен обеспечивать несущую способность подготовки. В качестве основного материала используют смесь класса В22.5. Менее прочный бетон (но не ниже В7.5) допустимо брать при невысоких эксплуатационных нагрузках, в частности, при низком растяжении в подстилающем слое.

Если условия эксплуатации таковы, что пол будет принимать резкие перепады температур, всегда проводят нарезку деформационных швов . Они размещаются с шагом 8-12 м во взаимно перпендикулярных направлениях.

Подготовка грунтов

Перед заливкой бетонной подготовки требуется подготовить грунтовое основание.

Принцип работ состоит в следующем:

при необходимости проводится выемка растительного грунта;
если выявлено высокое залегание водоносного горизонта, проводят мероприятия по понижению уровня грунтовых вод;
пылевидные, глинистые и суглинистые грунты обязательно просушивают. Операция длится до тех пор, пока не будет восстановлена несущая способность;
если пол устраивается в неотапливаемых помещениях + на пучинистых основаниях реализуется защита от деформаций;
пористые грунты вынимают и заменяют на грунт с малой осадкой, либо проводится их закрепление;
если основание отличается нарушенной структурой, либо оно насыпное, его следует очистить от мусора, примесей и уплотнить. В работу берут механические или ручные трамбовки. Ручной труд оправдан только в том случае, если оборудование может спровоцировать смещение примыкающих конструкций и фундаментов. По технологии грунты насыпают послойно (по 10 см), трамбуя каждый слой.

Поверхность грунтового основания должна соответствовать всем запланированным проектным отметкам. Опираясь на нижний уровень поверхности, грунт выравнивают, подсыпают, уплотняют. Если для устройства оснований применяются смеси грунтов, их укладывают слоями по 50-75 мм с послойным уплотнением.

Засыпка подстилающих слоев

При работе по грунту под бетонную подготовку укладывают подстилающие слои.

Работы реализуются следующим образом:

на основу (подготовленную и выровненную) насыпают слой строительного песка. Его разносят по всей площади работ сплошным ровным слоем. Толщина одного слоя должна составлять 5-10 мм. Проводится уплотнение, для чего песок предварительно увлажняют;
далее выкладывается щебеночный слой. Его подбирают по размеру, составу, укладывают и увлажняют. В итоге должен сформироваться равномерный сплошной слой, толщиной 80-200 мм. Щебень разравнивают и трамбуют механическим или ручным инструментом. Если используется гравий, он укладывается аналогичным образом;
по сухим основаниям допустимо работать глинобитными смесями. Материал кладут слоем до 100 мм, уплотняя до выхода влаги на поверхность.

Если реализуется многослойная подготовка, каждый последующий слой укладывается после тщательной обработки предыдущего.

Чтобы улучшить сцепление в подстилающих слоях, между ними применяют увлажнение

Заливка бетонной подготовки

На место ведения работ материал может транспортироваться бетононасосами, тележками, самосвалами. Если конструкция не требует армирования, бетон укладывают непосредственно из тележек или самосвалов в центр участка заливки. Если предусмотрен армирующий слой, бетон выгружают опрокидыванием вбок . Если требуется, размещение арматурной сетки регулируется, но при заливке нельзя сдвигать арматуру с места. При больших объемах работ целесообразно использовать бетононасос, обеспечивающий равномерное распределение раствора.

Принцип работ в следующем:

на основу выставляются маяки со строгим контролем горизонтали. В качестве основного материала можно использовать доски, ширина которых соответствует толщине бетонной подготовки, толщиной 4-6 см. На основании маяки фиксируют деревянными колышками, забиваемыми на глубину 30 см, с шагом 1.5 м. Вместо досок допустимо брать металлический швеллер;
если на поверхности пола должен быть организован уклон, его обеспечивают на стадии подготовки, срезая верхнюю грань маяков по требуемому уровню;
при большом объеме работ для устройства бетонной подготовки требуется возведение сборно-разборной опалубки, с надежной фиксацией всех элементов;
бетон подается на поверхность. Бетонирование проводится полосами через одну;
в первую очередь заливают полосы, удаленные от входа, последовательно приближаясь к нему;
когда бетон схватился, приступают к обработке смежных незаполненных полос. Боковые грани готовых плит предварительно обрабатывают горячим битумом. Слой нанесения – 1.5-2 мм. Эти грани будут образовывать деформационные швы;
приступают к формированию усадочных швов. Для этого в свежезалитую подготовку углубляют металлический профиль, толщиной 4-5 мм, шириной 80-100 мм. Профиль должен быть заглублен на 1/3 треть от толщины подготовки. Материал оставляют на 20-40 минут и убирают. Когда бетон созрел, усадочные швы заливают цементным раствором или горячей битумной мастикой.

После завершения работ поверхность обрабатывают затирочными машинами.

Гидроизоляция

Гидроизоляционный слой устраивается под бетонную подготовку при средней и высокой интенсивности воздействия воды и прочих жидкостей на пол (+ щелочей, растворов, кислот). Это могут быть полы неотапливаемых помещений, конструкции, устроенные на просадочных грунтах, полы по плитам перекрытий, зоны с риском капиллярного подсоса грунтовых вод. Кроме того, защита необходима, если бетонная подготовка размещается ниже уровня отмостки.

Выбор материала подчиняется указанным принципам:

если требуется обеспечить защиту от действия воды, химически агрессивных жидкостей, можно применить такие материалы, как п/э пленка, пленка на основе поливинилхлорида, гидроизол;
на фоне средней интенсивности действия сточных вод успешно работает оклеечная гидроизоляция. Допустимо работать битумными материалами, нанося их в 2 слоя. ;
на фоне высокой интенсивности действия жидкостей на пол можно устроить оклеечную гидроизоляцию, но с увеличением количество слоев в два раза;
под бетонную подготовку допустимо устраивать гидроизоляцию на основе щебня и прочих сыпучих материалов с последующей пропиткой горячим битумом.

Полимерная оклеечная гидроизоляция кладется в 1 слой

В последнем случае защиту устраивают после засыпки щебеночной подушки. Слой пропитывают автогудронатором или вручную. Горячий битум равномерно наносится на основу, слоем толщиной 5-6 мм. Если битумная пропитка устраивается в несколько слоев, по первому пускают песок (фракции до 5 мм) или каменную крошку . Проводят уплотнение катком, после чего реализуют второй слой толщиной до 0.25 мм, применяя присыпку песком.

Вне зависимости от используемых материалов, гидроизоляционный слой должен быть непрерывным, герметичным, выступающим над полом на высоту не менее 300 мм от уровня покрытия.

Принципы устройства обмазочной гидроизоляции:

основа должна быть ровной, обеспыленной. Наносится грунт на основе битумных мастик или растворы на основе полимеров. Состав можно распределять вручную кистями или посредством распылителей;
в итоге должен сформироваться ровный по толщине, одинаковый грунтовочный слой, в котором нет пропусков. Оптимальная толщина – 0.5-2 мм;
следующие слои следует наносить только после полного высыхания предыдущих, что можно определить по прекращению отлипа;
при работе со стыками, их покрывают мастикой и приклеивают полосы рулонного материала шириной 10-20 см, после чего наносится еще один мастичный слой.

Принципы работы с асфальтовой гидроизоляцией:

материал может укладываться на горячие мастики, наносимые сплошным равномерным слоем. Нанесенный слой требует разравнивания, уплотнения гладилками или катками;
следующий наносят после готовности нижнего, то есть полного остывания мастики;
стыки устраиваются вразбежку, соблюдается нахлест в 200 мм;
верхний слой защиты должен быть ровным, с соблюденной толщиной и уклоном;
если работают холодными мастиками, принцип работ остается тем же.

Принципы работы с рулонной гидроизоляцией:

материал допустимо приклеивать на холодные или горячие битумные мастики. Требования к подготовке основания остаются типичными;
при использовании горячих мастик требуется подгонка полотнищ;
рулон раскатывают по основе чтобы обеспечивался нахлест 100 мм;
уложенный материал оставляют на 24 часа для устранения неровностей и волн. Температура в помещении не должна быть ниже +15 градусов;
когда полотнища отлежались, их скатывают обратно, оставляя только первый продольный ряд и намечают направляющую линию приклейки;
от наклеиваемого рулона отгибают примерно 0.5 м и наносят мастику. Материалом обрабатывается основание под рулоном;
участок с мастикой приклеивают, плотно прижимая к основе, прокатывая катком от середины к краям;
далее отворачивают оставшуюся часть и действуют аналогичным образом;
кромки приклеенного материала прокатывают катком;
следующий рулон приклеивают внахлест 10 см, соблюдая промазку краев и обработку катком. Далее действуют аналогичным образом, заполняя всю площадь работ;
когда первый слой готов, приступают к устройству второго, соблюдая продольный нахлест 20 мм. Контролируют размещение швов вразбежку.

Если основа не имеет уклонов, рулонные материалы раскатывают по поверхности. При наличии такового – работают от пониженных участков к повышенным

Теплоизоляция

Эффективно применять теплоизоляционные материалы с высокой плотностью. Это могут быть маты или плиты на основе стекловолокна, минеральной ваты или более современного пенополистирола. Оптимальная толщина слоя при ведении работ – 100 мм.

Теплоизоляцию вплотную укладывают на основание, обеспечив плотное прилегание стыков . В качестве альтернативы допустимо применять насыпную теплоизоляцию на основе керамзита. Его наносят на основу слоями, с последующим разравниванием и уплотнением.

На участках примыкания конструкции к стенам и прочим вертикальным поверхностям, следует оставить зазор, который закрывается лентой звукоизоляционного материала.

Технология устройства бетонного покрытия

Полы с бетонными покрытиями – это конструкции общего назначения, успешно эксплуатируемые как в общественном строительстве, так и на производстве. Грамотно сделанный пол способен противостоять высоким механическим нагрузкам, действию растворов, масел, солей, воды. На практике готовая система способна выдерживать нагрев вплоть до 100 градусов.

Бетонное покрытие может быть устроено по грунту, по подстилающей бетонной подготовке, по цементно-песчаным стяжкам М150 и выше, по ж/б плитам перекрытий. На месте ведения работ должен соблюдаться оптимальный температурный режим – не ниже +5 градусов, вплоть до набора раствором половины проектной прочности.

Материалы для приготовления бетона:

портландцемент не ниже М400 по марочной прочности;
гравий или щебень. Крупность не должна быть больше 15 мм, либо 0.6 от толщины покрытия. Следует рассчитывать на средний расход в районе 0.8 куб.м на один куб бетона;
средне- или крупнозернистый песок;
вода.

Если требуется устройство безыскрового бетонного покрытия надо использовать песок и щебень на основе мрамора или известняка, которые не дают искру при ударе металлическими предметами.

Марка бетона не может быть ниже М200. Контролируется подвижность раствора – 2-4 см . В рецептуру допустимо вводить пластификаторы С-3 или другие модифицирующие добавки, что позволит сократить трудозатраты при укладке.

Последовательность укладки бетонного покрытия:

приступая к работам основу очищают от пыли и грязи;
если на нижележащем слое успели образоваться масляные пятна, их следует удалить специальными готовыми растворами либо раствором кальцинированной соды (5%). После обработки участок промывается водой;
если укладка ведется по сборным плитам перекрытий, щели. . Заполнение производится заподлицо с поверхностью плит.

Выемки, монтажные отверстия подлежат заделке, для чего готовят цементно-песчаный раствор М150, не ниже

Приступают к установке маяков, используя либо стальные трубы, либо деревянный брус, либо металлический профиль. Диаметр и высота материала должны соответствовать проектной толщине покрытия.

Первый ряд маяков выкладывают с отступом от стены, равным 0.5-0.6 м. Последующие – параллельно ему с шагом до 3 м. Допустимо проводить раскладку сразу по всему участку работ или отдельными картами, со стыковкой по оси и смещением на ширину рейки.

Для фиксации берут цементный раствор. Направляющие выравнивают по уровню, в соответствии с ранее нанесенной разметкой. Для корректировки положения применяют легкие удары молотка либо давление руки. Горизонтальность проверяют рейкой или специальными приборами.

Последующий ход монтажа таков:

до заливки бетона основу обильно увлажняют. К моменту укладки раствора поверхность должна быть влажной, но без излишков воды;
далее определяют фронт работ, рассчитывая скорость приготовления бетона, укладку, период начального схватывания;
раствор поставляют на площадку от бетоносмесительного узла автобетоносмесителями. Если заливка ведется по первым этажам, раствор выгружают непосредственно на полосу бетонирования. Если работы ведутся вторым и верхним этажам, раствор перемещают в перегрузочные бункера и порционно подают к участку работ подъемниками, кранами;
раствор кладут между маяками, через одну полосу;
слой разравнивают лопатами или специальными скребками так, чтобы он превышал маяки на 3-5 мм;
незаполненные полосы заливают после демонтажа маяков, используя готовые полосы как направляющие и опалубку.

Уплотнение реализуется с участием виброреек, передвигая их вдоль маяков. Если толщина конструкции невелика, время вибрации сводят до минимума , — действуют до тех пор, пока на поверхности не образуется влага. Избыточное вибрационное воздействие может вызвать оседание крупного заполнителя и расслоение бетона.

Оптимальная скорость передвижения виброрейки устанавливается в пределах 0.5-1 метр в минуту. Перемещая инструмент, у его нижней кромки должен собираться валик высотой 2-5 см. В пристенных зонах, на участках возле колонн уплотнение реализуется ручными трамбовками, массой не менее 10 кг.

Если в ходе заливки были допущены перерывы, перед возобновлением укладки вертикальные кромки успевших затвердеть покрытий обеспыливают, очищают и промывают водой. Там, где размещаются рабочие швы, уплотнение и заглаживание реализуется до тех пор, пока шов станет незаметным.

Методика вакуумирования при устройстве бетонных полов

При укладке бетонных покрытий на бетонную подготовку, есть смысл обратиться к методике вакуумирования. В этом случае покрытие выполняется одновременно с подстилающим слоем. В результате прочность поверхностного слоя усиливается на треть по сравнению с исходными показателями. Формируется высококачественный пол с отличными физико-механическими характеристиками.

Согласно технологии, на основание укладывается жидкий бетонный раствор, проводится уплотнение . При помощи специального оборудования из толщи бетона извлекают лишнюю воду, что работает на прочность и жесткость слоя.

Рецептуру бетона подбирают с опорой на качество портландцемента и имеющихся заполнителей. Но,

Чтобы обеспечить максимальный уплотняющий эффект, сначала в состав бетона назначают повышенное содержание растворной части

Суть метода вакуумирования состоит в следующем:

бетонный раствор замешивается с избыточным количеством воды так, чтобы осадка конуса достигла 9-11 см;
смесь выгружают на место укладки и равномерно разравнивают по всей площади;
после заливки раствор уплотняется виброрейкой, если толщина слоя не превышает 10 см. На более толстых стяжках и при наличии армирования дополнительно привлекают глубинные вибраторы;
на выровненный и уплотненный слой кладут отсасывающие маты и подключают через рукав к вакуумному оборудованию;
фильтрованное нижнее полотнище матов кладут прямо на свежий бетон;
верхнее полотнище раскатывают, приглаживая щетками или валиками. Работу начинают от середины полотна, что хорошо повлияет на герметизацию в системе в процессе вакуумной обработки.

Если по поверхности укладываются два и более полотнища, они должны размещаться с нахлестом не менее 3 см. Верхний край должен перекрывать нижний на 10-15 см. Далее начинают вакуумирование. Продолжительность технологии рассчитывается так: 1-1.5 минуты на 1 см слой бетона.

Когда движение воды не наблюдается, обработку прекращают. Бетон должен набрать плотность, при которой на нем остается лишь слабый след. Отсасывающие маты снимают.

После вакуумной обработки можно сразу приступать к заглаживанию. В первый раз работают затирочными машинами с дисками, второй раз – лопастями.

Первичная обработка бетонных полов

Когда залитый слой достаточно уплотнен и успел схватиться, можно приступать к первичной обработке. Готовность покрытия можно определить так, — при хождении по нему должны оставаться легкие следы.

Основное рабочее оборудование – заглаживающие, затирочные машины, с установленными затирочными дисками . Операция помогает исправить мелкие дефекты, которые могли быть допущены в ходе заливки и уплотнения, после обработки образуется отделочный горизонт.

Вторичная затирка возможна спустя 1-6 часов. Вместо дисков рабочим органом выступают лопасти. По труднодоступным участкам работают вручную или затирочной машиной для обработки цементных стяжек. Такие зоны подлежат первоочередной затирке в виду быстрого схватывания.

Уход

Бетон – это тот материал, который должен созревать во влажных условиях. Чтобы обеспечить такую среду поверхность прикрывают влажной мешковиной, влажными опилками, поддерживая материал в таком состоянии на протяжении 7-10 суток .

Частота увлажнения подбирается с опорой на температурно-влажностные условия, однако материал не должен пересыхать даже частично

Шлифовка и фрезерование бетонных полов

Такой тип обработки требует освобождения основания от мусора, механизмов и приспособлений. В процессе фрезеровки следует применять обычные алмазные круги или фрезы, диаметром 250-500 мм.

Фрезеровку реализуют по параллельным полосам, перекрывая край полосы при следующем подходе на 2-3 см. За один проход можно работать на глубину 2-7 мм, ориентируясь на механические и физические характеристики бетона. Цель такой обработки – полное оголение зерен заполнителя, то есть поверхность должна достигнуть такой прочности, когда невозможно его выкрашивание.

Работы обычно ведутся в две стадии. На первом этапе фрезеровальной машиной снимается слой 3-5 мм за один проход. Далее реализуют шлифовку в 1-2 прохода, применяя шлифовальные машины. При обработке следует вовремя организовывать тщательную уборку поверхности.

Финишная обработка

Финишная обработка позволяет улучшить эксплуатационные характеристики бетонных полов. При выборе материалов ориентируются на условия, при которых будет работать конструкция.

Действовать можно следующим образом:

поверхностная пропитка флюатами . Покрытие наносят не ранее, чем через 10 суток после заливки раствора. В помещении соблюдается температурный режим – не ниже +10 градусов. Перед работами основу требуется просушить и тщательно очистить строительными пылесосами. Материал наносят до тех пор, пока бетон не перестанет его впитывать. Практика показывает, что для этого достаточно три подхода с интервалом в 24 часа;
пропитка уплотняющими составами . Для этих целей используют жидкое стекло, водные растворы хлористого кальция. Обработку выполняют в три подхода с суточным интервалом. Когда обработка завершена, бетон требуется промыть водой;
внесение топпингов . Для упрочнения применяются специальные сухие смеси (корундовые, кварцевые, металлические). Тип материала выбирается с опорой на проектные нагрузки. Топпинги наносятся на свежий бетон после первичного схватывания в два подхода, используя бетоноотделочные машины;
в качестве защитного слоя можно использовать полиуретановый, эпоксидный лак . Материал наносится на бетон в период начальных сроков твердения, непосредственно после завершения операции шлифования. Перед работой пол очищают промышленным пылесосом, обрабатывают увлажненной ветошью и грунтуют тем же лаком, но разбавленным растворителем. Составы разносят кистями, валиками или распылением. Соблюдается послойная сушка, в течение которой поверхность защищается от увлажнения.

Помимо полиуретановых лаков для устройства верхнего слоя можно использовать полимерные покрытия (эпоксидные, акриловые). Окрасочные слои наносят тонким слоем, толщиной не более 0.3 мм . Если требуется декоративный эффект, хорошим выбором будут наливные полы, образующие бесшовную матовую поверхность. В условиях высоких нагрузок можно обратиться к устройству высоконаполненных покрытий.

В помещениях жилого типа выбор финишного покрытия практически не ограничен, — это может быть плитка, ламинат, ковролин, пробка, линолеум…

Техника безопасности

При устройстве бетонных полов всегда соблюдаются правила техники безопасности в строительстве. Все рабочие должны быть ознакомлены с условиями ведения работ, проводится инструктаж, обучение обращению с оборудованием и инструментом.

Устройство полов выполняется с использованием технологической оснастки. Применяются средства индивидуальной и коллективной защиты, ручной строительный инструмент. Рабочее место в труднодоступных местах должно быть хорошо освещено.

При укладке гидроизоляции на горячих битумных мастиках необходима особая осторожность. В закрытых помещениях обеспечивается проветривание. Недопустим длительный контакт цементных смесей с кожей.

Стоимость устройства покрытий бетонных полов

Технология устройства покрытий бетонных полов доступна и не требует слишком высоких затрат. В среднем, финансовые затраты на укладку 1 кв.м. «под ключ» начинаются от 850-1100 рублей. К этой стоимости можно смело прибавить издержки на закупку и доставку материалов.

Оборудование, инструмент

Бетонные работы реализуются с участием стандартно набора машин и инструментов.

На строительной площадке должен быть скомпонован такой набор:

в случае самостоятельного приготовления растворов требуются бетономешалки;
предварительное уплотнение грунтов, подстилающих слоев реализуется механическими трамбовками;
уплотнение заливки реализуется виброрейками, глубинными вибраторами;
финишная обработка проводится с участием затирочных, шлифовальных машин;
для очистки и обеспыливания применяют промышленные пылесосы;
нивелир, уровень – инструмент для проведения замеров, контроля горизонтали, ровности конструкции;
лопата, чистая тара, шпатели.

Выводы

Устройство покрытий бетонных полов должно быть реализовано в строгом соответствии с технологическим процессом. Качественный результат достигается с профессиональным трудом, с поэтапным контролем качества выполнения работ.

Устройство промышленных бетонных полов в деталях показано в видео:

Основным материалом для строительства дорог является асфальт. Уже через три года для них требуется ремонт, а затем ежегодное восстановление эксплуатационных свойств. Бетонная дорога значительно превосходит асфальтную по многим параметрам, но ее применение ограничено.

Причины этого следующие:

недостаточный бюджет строительства;
низкая производительность;
климат;
транспортные нагрузки;
нехватка необходимых марок цемента;
рельеф местности.

В США национальным достоянием являются бетонные дороги (фото ниже).

Еще в 50-х годах в Америке и на Западе поняли их преимущество и строительство пошло полным ходом.

Раньше бетонные дороги в России выкладывались из плит, езда на автомобиле напоминала движение поезда на стыках рельсов. Сейчас ее заливают на месте и покрытие получается ровным.

Для чего нужны бетонные дороги?

Бетонная дорога имеет следующие преимущества:

легкость приготовления ;
высокая скорость укладки;
высокая прочность и долговечность;
гладкая поверхность, обладающая хорошим сцеплением с шинами;
лучшая видимость по сравнению с асфальтом из-за хорошей отражающей способности.

Бетонные дороги обладают эксплуатационными преимуществами, которые заключаются в передаче нагрузки с жесткой бетонной плиты на большую часть основания. Особенно это проявляется в весенний период. Прогиб асфальта часто происходит необратимо, что видно по появлению колеи и волн. подобный прогиб уменьшает, при этом достигается экономия топлива до 20%.

Экологические преимущества связаны с отсутствием загрязнения грунта нефтепродуктами, которые выделяются из асфальта. Снижение расхода топлива уменьшает выбросы в атмосферу. Считается, что более твердое покрытие издает больше шума, но подобное увеличение незначительно.

Влияние рельефа местности на строительство дорог

Автомобильная бетонная дорога возводится с помощью разных технологий. Каждый проект отличается. В горных районах дорога повторяет рельеф местности.

При строительстве магистралей его стараются спрямлять: впадины засыпаются, холмы срезаются, сквозь горы проводятся тоннели, строятся эстакады и мосты. Для обеспечения нормального скоростного режима строители стараются избегать крутых подъемов, спусков и поворотов.

Для разных конструкций дорог основная классификация делается по материалам верхнего покрытия, которым может быть асфальт или бетон. Асфальт необходимо ремонтировать уже через 3-4 года. Некоторые дороги большой протяженности начинают восстанавливать, когда строительство еще не закончено. Бетонная дорога обходится на 80% дороже, но она не требует ремонта первые 10 лет эксплуатации. Ее долговечность сокращает Если укладка бетонной дороги выполнена качественно, она служит несколько десятилетий без капитального ремонта.

Структура дорожного полотна

Конструкция бетонных дорог выполняется из следующих слоев:

дополнительный,
подстилающий;
бетонное покрытие.

Подготовка грунта

Предшествует подготовка грунта и изготовление выравнивающего слоя. Грунт должен быть плотным. Это легко проверить, воткнув в него стальной прут толщиной до 12 мм. Он должен входить на глубину не более 60 см. Если уплотнение будет недостаточным, подушка в дальнейшем просядет и бетон разрушится.

Грунт предварительно укатывают. Особенно этому уделяют внимание при его подсыпке. В этом случае укатка производится послойно. Уплотнение грунта делается при оптимальной влажности. Количество проходов и тип катка следует подбирать экспериментально, производя пробную укатку. Если влажность ниже допустимой величины, грунт следует увлажнять. Если он чрезмерно сырой, его просушивают рыхлением, добавлением песка, шлака или другими способами.

Водоотведение

Когда строятся бетонные дороги, технология предусматривает отвод от них талых, ливневых и паводковых вод еще перед сооружением земляного полотна. Работа в этом плане выполняется как в черте города, так и за его пределами.

Устройство бетонной дороги с отводом осадков необходимо с целью повышения срока эксплуатации и улучшения условий езды. На поверхности дороги вода опасна для транспорта при его движении. Ухудшается сцепление с полотном, брызги из-под колес мешают обзору, а также образуется лед при замерзании. Для ее удаления дорожное покрытие должно быть наклонено в поперечных и продольных направлениях, делаются также дренирующие слои. Основание под дорогой выравнивается и в нем создается уклон, который может быть односкатным или двускатным. Места, где может скапливаться вода, выравнивают и засыпают недренирующим грунтом.

Вне города вода с проезжей части удаляется в дорожные кюветы. Их ширина составляет 1-2,5 м. Вода собирается в них и отводится в водоприемники: сточную канаву, естественный или искусственный водоем, русло реки. Для этого в кювете создается уклон в 1-4%, укрепленный газонной травой, булыжником, обломочным или бетонным камнем.

В населенных пунктах вода через лотки собирается в городской канализации. Устройства для ее отведения постоянно чистятся, чтобы обеспечить требуемую пропускную способность.

Вода, которая просачивается в грунт, представляет опасность для дороги. Она отводится через слои просачивания, например, гравий. В нем размещаются дренажные трубы с прорезями или отверстиями. Они могут быть из пластика, бетона или керамики.

Работы по отводу от дорожной полосы талых, ливневых и паводковых вод делаются перед сооружением земляного полотна.

Укладка подстилочного слоя

На грунте делается песчаная подушка толщиной 20-40 см. Без нее можно обойтись, но она значительно препятствует поступлению вверх влаги из грунта и улучшает дренаж. Он необходим для предотвращения размытия и морозного пучения, приводящих к появлению впадин и образованию трещин в бетонном монолите. Наибольшие проблемы создает грунт из глины, торфа и любой другой, который способен накапливать воду. Он частично срезается и на дно засыпаются камни крупных фракций, а затем гравий. Высота слоев после укатывания составляет около 30 см. От их подготовки зависят затраты и то, сколько времени будут строиться бетонные дороги. Минимальная толщина основания зависит от типа грунта и климатической зоны. Она определяется по таблицам. Между всеми слоями из разных материалов выкладывается геотекстиль.

Разравнивание каждого слоя производят с соблюдением проектных продольного и поперечного уклонов.

Каменные материалы основания обычно укрепляют веществами, обладающими вяжущими свойствами. Это может быть цемент или отходы промышленности: гранулированный металлургический шлак с добавкой зола тепловых электростанций, молотый шлак. Слои должны быть монолитными, что достигается за счет применения вяжущих составов и тщательной укатки.

Для прохождения строительных машин часто требуется увеличение прочности дополнительного нижнего слоя. Для этого его укрепляют вяжущими составами.

Опалубка

Опалубку изготавливают из пиломатериалов по высоте заливки, которая составляет 100-150 мм. Выбирая ее по высоте, следует учитывать, что на краях бетонной плиты делаются ребра, повышающие ее прочность. Толщина досок должна быть не ниже 50 мм. Их покрывают составом, облегчающим отсоединение от застывшей плиты. К опалубке из дерева предъявляются требования прочности от распора свежего бетона и усилий, возникающих при работе трамбующего бруса.

Если применяются тяжелые дорожные машины по уплотнению и отделке бетона, устанавливается мощная опалубка из стали. Она не коробится и служит значительно дольше. В ее основании имеется подошва, повышающая устойчивость.

Секции опалубки устанавливаются в линию и надежно крепятся. Особенно это важно, если вибрирование бетона делают тяжелыми машинами. В местах снижения уровня основания под опалубку подливают слои для большей устойчивости.

Бетонные дороги: технология изготовления плит

Перед укладкой бетона устанавливают температурные швы, позволяющие плитам перемещаться по вертикали и горизонтали при их расширении или сжатии.

1. Температурные швы

Заливочные секции полностью разделяются. Для заполнения швов применяется материал, поглощающий энергию: изоляционный картон, мягкая древесина, пробка с битумом. Для предохранения от мусора и камней верхнего участка шва на глубину 40-50 мм необходимо сделать гидроизоляцию герметиком. Если она не будет вовремя сделана, при расширении плит бетон из-за камней может отколоться.

Расстояние между швами в умеренном климате достигает 20-30 м. Надежность покрытия для длинных плит составляет 50%, а для коротких - 85%. Она характеризуется устойчивостью к трещинообразованию между капитальными ремонтами. Монолитность покрытия поддерживается за счет стальных стержней, размещенных в швах.

Их устанавливают через боковые грани или с помощью специального устройства на бетоноукладчике. Когда зазоры между соседними плитами находятся на расстоянии более 6 м, сверху покрытия устанавливают промежуточные швы на глубину 1/3 от толщины бетона. Такие ложные швы делают и по оси дороги.

Ширина двух полос дороги составляет 6-9 м. Между ними также делается температурно-усадочный шов, чтобы не образовались продольные трещины.

2. Укладка бетона

Подстилочный слой закрывается водостойкой бумагой, гидроизоляцией или увлажняется. Бетон укладывается по толщине за один раз. Если применяется армирование, сначала заливается слой толщиной 30-40 мм, на него укладывается сетка, а затем до конца заполняется опалубка.

Бетонная смесь должна наноситься быстро, поскольку она жизнеспособна короткое время. Разбавлять водой ее нельзя, поскольку это приведет к ухудшению механических свойств плиты.

Из-за больших объемов к месту заливки поставляется готовый заводской бетон. После выгрузки из автомашины он разравнивается специальной машиной, оборудованной лопастями с приводом. Смесь выгружается по 1 м 3 и равномерно размещается, иначе большая куча будет иметь в основании большую плотность, чем в других местах. В процессе выравнивания эта неравномерность сохраняется, что может привести к повышенной усадке малоуплотненных участков. При этом на поверхности плиты образуются впадины. Лучшим вариантом является равномерная укладка бетона в 2-3 слоя.

3. Уплотнение бетона

Оборудование для уплотнения бетона представляет собой брус из дерева или металла, на который воздействуют закрепленные на нем пневматические молотки. Он погружается в бетонную смесь и перемещается внутри нее. Когда обработка участка заканчивается, брус поднимают и переносят на другой участок.

При использовании арматуры вибрационный брус должен быть от нее на расстоянии 5-7 см выше.

Вибрационная машина содержит кроме вибрационного также разравнивающий брус, который располагается впереди.

К пластичности бетонной смеси предъявляются особые требования. Она должна быть достаточно подвижной, но не слишком жидкой, иначе происходит ее оплывание, перетекание через опалубку - ухудшается прочность.

После небольшого затвердевания бетонную плиту поливают водой, чтобы не образовались трещины от высыхания. Ее покрывают песком, соломенными матами, мешковиной или брезентом. Современным способом защиты от испарения является распыление на поверхности плиты затвердевающего герметика. Пленкообразующее вещество наносят на всю поверхность и боковые грани. Перед этим требуется удалить с покрытия лишнюю влагу.

Низкое смеси приводит к необходимости проведения частых ремонтов дороги.

Заключение

Технология строительства бетонных дорог постоянно совершенствуется, благодаря следующему:

Повышению квалификации и опыта специалистов.
Наличию многофункциональной и высокопроизводительной техники.
Улучшению технической оснащенности, позволяющей сократить ручной труд.
Применению новых современных материалов.

Несмотря на большую стоимость, расходы на ремонт бетонных дорог значительно меньше, чем на ремонт асфальтных.

Российские дороги

Автомобильные дороги, расположенные на территории Российской Федерации, подразделяются на:
1) автомобильные дороги федерального значения;
2) автомобильные дороги регионального или межмуниципального значения;
3) автомобильные дороги местного значения;
4) частные автомобильные дороги.

Автомобильные дороги в зависимости от вида разрешенного использования подразделяются на автомобильные дороги общего пользования и автомобильные дороги необщего пользования.

В 2009 г. было введено 3004 км дорог общего пользования, что в 1,3 раза превышает объем ввода в 2008 г., в том числе федеральных дорог - 1159 км. Искусственных сооружений в 2009 г. сдано 16 470 п.м. После капитального и текущего ремонта введено 4550 км федеральных автодорог (на 22% больше указанного в Программе), искусственных сооружений - 18 тыс. п. м (на 44% выше объемов 2008 г.). При этом ассигнования дорожного строительства из федерального бюджета составили 342,9 млрд. руб., субсидии субъектам РФ - 104,3 млрд. руб.

Несмотря на то, что федеральные автомобильные дороги составляют лишь 7,8% от общей протяженности сети автомобильных дорог общего пользования, на них приходится до 50% интенсивности движения. Твердое покрытие имеют более 546 тыс. км автомобильных дорог, остальные 54 тыс. км представляют собой грунтовые дороги.

Таблица 1.
Виды дорожных покрытий и степень их распространения в России

Источник. ABARUS Market Research по данным открытых источников.

Грунтовые покрытия и основания, стабилизированные органическими и неорганическими вяжущими материалами, применяются в основном для внегородских дорог. Преимуществом таких покрытий является отсутствие потребности в каменных материалах и дешевизна.

Количество и качество автомобильных дорог по-прежнему не соответствуют запросам растущей экономики, несмотря на то, что средства из бюджетов всех уровней выделяются все в больших объемах, а также предпринимаются попытки привлечения частного капитала к строительству и реконструкции дорожных и инфраструктурных объектов.

Европейские дороги создаются на бетонной основе, российские, в основном, на песке. При этом, по разным данным, от 30% до 90% российских дорог не отвечают транспортным нормам.

Альтернативы

В России при строительстве дорог по-прежнему применяется морально устаревшая, дорогая и медленная технология асфальтобетонного покрытия, к тому же не слишком пригодная для климата России и требующая частого ремонта. По мнению исследователей, использование такой технологии ведёт в финансово-технологический тупик. Выходом из него могло бы стать использование бетонных технологий, в частности, технологии бетонных плит, стянутых стальными тросами, которая активно используется в США, позволяя быстро, недорого и качественно строить дороги .

Сегодня существует много хороших технологий в дорожном строительстве. В некоторых регионах страны (например, в Калужской области) применяют щебёночно-мастичные асфальтобетоны (в таблице под номером 6), и по заверению местного руководства те дороги, которые были построены с применением данной технологии 6-8 лет назад, на сегодняшний день не дали ни одной трещины. В среднем такое строительство обходится дороже на 30-40%, но эти затраты окупаются в течение первых 1,5-2 лет.

Однако наибольшее внимание в настоящее время уделяется внедрению цементно-бетонных дорог. Этот интерес, впрочем, как и многое новое, что предлагается в России, основан на передовом зарубежном опыте, в данном случае - США, Германии и Польши, где автодороги с цементно-бетонным покрытием получили большое распространение, поскольку имеют более длительный срок эксплуатации и не нуждаются в больших расходах на содержание. В основном большинство специалистов ссылаются на опыт Соединённых Штатов Америки, где сегодня 35-40% дорог строится именно по этой технологии. В США разработана целая программа, которая позволяет строить цементно-бетонные дороги со сроком службы более 60 лет.

В настоящее время цементно-бетонные дороги составляют всего порядка 2% в сети автомобильных дорог России общего пользования с твердым покрытием и 8% - в сети федеральных дорог. За период с 1993 по 2000 годы протяженность федеральных цементно-бетонных дорог выросла немногим более чем на 9%, а асфальтобетонных - на 30%, что не соответствует мировым тенденциям дорожного строительства и ведет к излишней трате сил и средств.

Почти все дороги в США строятся с бетонным основанием, на которое нанесен тонкий слой асфальта. Такое несложное инженерное решение, собственно, и называется асфальтобетоном. В то время как в России этот термин применяется в отношении традиционного асфальтового покрытия, где связующим веществом выступает битум, а не цемент. В России под асфальт время от времени кладут монолитное основание, но делают его, как правило, из так называемого «тощего» бетона низкого качества, что в прямом смысле дискредитирует эту технологию.

Насколько известно

Что касается истории, то еще в 1913 г. в Тифлисе была построена первая дорога с бетонным покрытием. А бетонные дороги, построенные немцами в Калининграде в период Великой отечественной войны, надежно служат до сих пор. Цементно-бетонные покрытия внедрялись еще в СССР, но применение нашли в основном в жестких климатических условиях Сибири и Крайнего Севера в 1960-1970-е годы (для подъезда к месторождениям полезных ископаемых). Но к началу 90-х гг. строительство цементно-бетонных дорог было окончательно свернуто. К 1993 году общая протяженность таких автодорог составила всего 9,366 тыс. км. Поэтому одна из нынешних сложностей заключается в том, что за 2 десятка лет почти не осталось инженеров, знакомых с этой технологией.

В России можно насчитать лишь несколько регионов, которые более-менее активно используют цементобетон в дорожном строительстве. К примеру, «Новосибирскавтодор» применяет эту технологию не только на трассах, но и в городе. Также в Приморском крае новые магистрали строятся с цементно-бетонным покрытием. Есть такие магистрали в Тюменской области. Однако Новосибирская область - признанный лидер. Здесь, как и в Европе, цементно-бетонных дорог более 20%.

Цементно-бетонные дороги. Что это такое

Цементно-бетонные 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.

Чаще всего, такая дорога - не монолитное полотно. Если дорогу покрыть сплошной лентой бетона, то при изменениях температуры (днем и ночью, летом и зимой) бетонная плита будет изменяться в размерах - расширяться и сокращаться, и в ней возникнут напряжения, которые могут привести к растрескиванию бетона.

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.

При охлаждении покрытия до температуры меньшей, чем температура бетонной смеси в момент укладки, бетон будет сжиматься, и бетонная плита может дать трещины. Во избежание появления таких трещин покрытие разделяется швами на расстояниях меньших, чем те, при которых возникают опасные напряжения. Такие швы устраиваются обычно на расстоянии 5-10 метров и представляют собой прорези, глубина которых равна одной трети толщины плиты. Эти швы называются швами сжатия. Когда в бетоне появляются напряжения от сжатия при охлаждении, бетонная плита растрескивается в наиболее слабом месте - по сечению, ослабленному надрезом. Шов сжатия заливают мастикой так же, как и шов расширения.

По оси дороги также устраивают шов по типу швов сжатия, - иначе возможно образование продольной трещины.

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.

Существует вариант создания и монолитного бетонного полотна, но эта технология сложнее. Специалисты убеждены, что ставку нужно делать на сборные преднапряженные цементобетонные конструкции, но на новой технологической основе и с другими инженерными решениями. Так, в США делают плиты со сплошными каналами. Через эти отверстия пропускается защищенный стальной канат, и домкратами натягивается горизонт сразу из 30-40 таких плит. Такое «постнапряжение» бетона решает проблему оседания плит относительно друг друга.

Преимущества

Цементно-бетонные дороги долговечнее асфальтобетона в 5-6 раз, их срок службы может достигать 50 лет и более. Они стойки к агрессивному воздействию среды, обеспечивают высокое сцепление с колесом и отсутствие пыли. Полотно относительно мало истирается (0,1 мм в год), толщина покрытия из него не превышает 16-22 см.

Помимо прямых экономических выгод при строительстве, бетонное покрытие дает значительные технико-экономические преимущества при эксплуатации дороги. Кроме того, их прочность и износостойкость позволяют пропускать грузовые автомобили с большим объемом грузов и повышать интенсивность дорожного движения, что приобретает особое значение в контексте транспортных проблем России.

Высокая долговечность бетона позволяет сократить расходы на содержание и ремонт до минимума. Срок службы бетонного покрытия автомобильной дороги в несколько раз больше по сравнению с покрытием из асфальтобетона. Против асфальтных дорог работает еще и такой фактор, как отсутствие качественных дорожных битумов, которые российская промышленность практически не выпускает. И если продолжать строить дороги с применением битума и делать асфальтобетон, то, несмотря на масштабное финансирование и внедрение инноваций, из порочного ремонтного круга российской дорожной отрасли не выбраться.

Таким образом, мы можем сказать, что по сравнению с асфальтобетонными цементно-бетонные покрытия обладают рядом технических особенностей и технико-экономических преимуществ. Бетонные дорожные покрытия имеют:
* большую прочность и могут пропускать все виды тяжелого автомобильного транспорта;
* достаточно высокую шероховатость поверхности покрытия, допускающую движение транспорта с большими скоростями во влажную погоду;
* малый износ поверхности, большой срок службы покрытия до капитального ремонта;
* незначительный объем работ по текущему ремонту;
* малое сопротивление движению транспорта;
* значительную экономию в каменных материалах;
* возможность механизации всех видов строительных работ.

Высокие транспортно-эксплуатационные качества и возможность полной механизации строительных работ выдвигают бетонные покрытия дорог на первое место в мире среди усовершенствованных покрытий. В настоящее время ведущие строительные компании обеспечивают качество цементно-бетонных дорог за счет армирования полотна специальными сетками из различных материалов, например, углеродистых, и улучшения бетонных составов за счет введения различных добавок.

Таким образом, мы видим, что технология укладки цементно-бетонных дорог вовсе не проста. Кроме этого, цементно-бетонные покрытия нужно укладывать на прочные и морозостойкие основания.

Возможности и сложности

В России строительство и реконструкцию цементно-бетонных дорог можно осуществлять исключительно за счет отечественных материалов, нарастив тем самым объемы выпуска дорожного цемента и других необходимых строительных материалов, а также увеличив число рабочих мест.

Цемент, бетон и преднапряженный железобетон можно производить в любом регионе вдоль строящихся трасс, потому что необходимые ресурсы в России имеются практически везде.

Но когда дорожно-строительная организация отдаёт проектно-сметную документацию на экспертизу, проводимую в процессе тендера, то главный критерий, по которому она должна пройти как будущий исполнитель строительства , - это соответствие единственно имеющимся СНиПам времен 70-х гг. и границам стоимости. Но по этим требованиям ни одна современная технология дорожного строительства не проходит, включая цементно-бетонные покрытия. Поэтому очень важно на законодательном уровне изменить требования к условиям торгов, потому что не только цена должна служить ключевым показателем выгоды строительства, но и долговечность построенных дорог.

Изменения, даже в пользу самых выгодных технологий, всегда даются нелегко. Еще в советские времена руководство промышленности опасалось, что при переходе на цементобетон высвободится до 70% оборудования, предназначенного для производства и укладки асфальта, а загруженность имеющейся базы упадет на 15-20%. Были сложности с хранением цемента и сроками его годности, необходимо было создавать новые логистические механизмы. Осложнились бы механизмы планирования, возникли немалые издержки на перевооружение отрасли бетоноукладочной техникой. Кроме этого, в то время отсутствовали экономичные конструктивные решения, а объемы выпускаемых дорожных цементов и бетонов были малы. В связи со всем вышеперечисленным ожидалось резкое подорожание строительства.

Сейчас многие из этих трудностей решаются более безболезненно, но в целом, такие масштабные изменения, конечно, требуют больших капитальных вложений. Тем более что спустя 30 лет технология сборного и монолитного железобетона видится уже чуть ли не единственным выходом из технологического тупика.

Развитие данной технологии определяется главным образом государственной политикой, поскольку основной объем финансирования дорожного строительства обеспечивает федеральный бюджет. Кроме того, государство должно взять на себя часть рисков по непрерывной загрузке предприятий, обладающих передовыми мощностями. Стоимость современного оборудования для укладки цементно-бетонного дорожного полотна составляет несколько миллионов евро. Инвестировав в оборудование, компания должна быть уверена, что в будущем не прекратятся заказы на этот вид работ.

Перспективы

В 2010 г. планировалось увеличить протяженность автомобильных дорог общего пользования федерального значения, соответствующих нормативным требованиям к транспортно-эксплуатационным показателям, до 21 574 км. Однако для эффективного функционирования дорожного хозяйства этого не достаточно.

Стратегия модернизации заключается в том, чтобы удержать дорожную сеть от коллапса. Ни в одном документе планирования строительства дорог не говорится о внедрении каких-либо новых технических решений. Ставку автоматически предлагается делать на асфальтобетон - крайне несовершенную технологию, особенно в климатических условиях России. Асфальт является нежестким покрытием с низкой морозостойкостью, плохо реагирует на жару, страдает ярко выраженной колейностью, работает всего от двух до пяти лет, особенно в условиях нарастания максимальных нагрузок на заднюю ось грузовиков и фур (фактически они уже доходят до 12 т) и взрывного роста числа автомобилей в стране.

При таких нагрузках дороги из асфальтобетона просаживаются, выходя из строя намного раньше любых гарантийных сроков. Число недоремонтов нарастает. Цена на битум растет вместе с ценой на нефть, на рынке начинает ощущаться его острая нехватка. В бюджетах на строительство уже фигурируют астрономические цифры. Так, строительство одного километра шоссейной дороги первой категории уровня Киевского шоссе обходится сегодня, по данным «Трансстроя», в среднем в 1 млрд. рублей (свыше 40 млн. долларов). Дорога третьей категории обходится в 200 млн. рублей (для сравнения: на 2007 год Росавтодору было выделено 150 млрд. рублей). И это притом, что самый хороший асфальт при нынешних нагрузках на дороги не требует ремонта в лучшем случае в течение 5 лет. Климат, культура управления, коррупция, устаревшие технологии, нарушение технических нормативов и отсутствие технических стандартов - все это держит систему в подвешенном состоянии, не давая ей развиваться.

Опять вспомним Новосибирск. При строительстве Северного объезда, сданного в ноябре 2009 года, было применено цементно-бетонное покрытие. Применять асфальт строители не планировали по нескольким причинам. Стоимость асфальтовой и бетонной трассы примерно одинакова, при этом средний срок жизни асфальтового покрытия 12-14 лет, бетонного - 25 лет. Благодаря отказу от асфальта в 1,5 раза снижается и стоимость содержания дорожного полотна.

Эта автомагистраль протяженностью 76 км (цементно-бетонный слой толщиной 24 см и шириной 16,5 м на основании из пескоцемента толщиной 18 см) потребовала 50 тыс. тонн цемента. Это около 6,5 тыс. центнеров на 1 километр (658 кг на один погонный метр). Как уже было сказано выше, в России в год строится около 3-3,5 тыс. км дорог общего пользования. Если хотя бы половина из них будет возводиться цементно-бетонным способом, это способно повысить спрос на цемент только для данных целей дорожного строительства на 1 млн. тонн (без учета строительства объектов дорожной инфраструктуры и текущего ремонта).

В будущем строительство дорог с бетонным покрытием должно возрастать, они должны становиться основным видом магистральных дорог.

Цементобетон не только для дорог

Цементно-бетонное покрытие может быть также широко использовано при строительстве аэродромов, которых в России не хватает. Многие европейские города, имеющие от 100 тыс. населения, располагают международными аэропортами. В России же сегодня даже крупные областные центры между собой сложно связать авиатранспортом. Для активного экономического взаимодействия российским городам необходимо располагать действующими аэропортами, а в случае сотрудничества с иностранными инвесторами - международными аэропортами соответствующего качества для беспрепятственного осуществления авиаперевозок. В Советском Союзе во всех регионах существовали десятки аэродромов местного значения, и это очень помогало в решении многих жизненно важных проблем. Сегодня многие из этих аэродромов полностью утрачены.

Цементно-бетонную технологию также планируют применять в обустройстве железных дорог в качестве основания под рельсы. И хотя в этой сфере использование не обещает быть масштабным, так как сопряжено со специфическими сложностями, имеющие место попытки свидетельствуют о широком потенциальном спектре применения цементно-бетонных покрытий, что, в свою очередь, поднимает уровень востребованности цемента и бетона в экономическом развитии страны.

В. НИКОЛЬСКАЯ, директор по исследованиям аналитического агентства ABARUS Market Research

Бетонные полы бывают просто необходимы на некоторых объектах: в складских помещениях, на терминалах, в гаражах и прочих. То есть там, где предполагается высокая нагрузка на пол, которую другое покрытие просто не выдержит. Популярность этого покрытия объясняется так же тем, что устройство бетонных полов, хотя и требует соблюдения технологии, но вполне под силу для самостоятельного выполнения.

Этапы устройства бетонного пола

К бетонным полам предъявляется ряд требований, которым они должны соответствовать: долговечность, высокая химическая стойкость, герметичность, устойчивость к нагрузкам, отсутствие пыления.

Для того, чтобы получить бетонное покрытие, которое отвечает всем этим требованиям, необходимо выполнить два условия: использовать качественные материалы и строго соблюдать технологию, в которой выделяют четыре основных этапа:

подготовка основания;
укладка бетона в стяжку;
финишная обработка поверхности;
нарезка швов, их герметизация.

Укладку пола можно проводить как по уже существующему цементобетонному основанию, так и по грунтовому.

Устройство бетонного пола по грунту хотя и экономичный, но довольно трудоемкий способ обустройства пола. Его целесообразно обустраивать в тех местах, где достаточно сухо. Качественно выполненный пол по грунту имеет слоистую структуру.

Существует несколько вариантов, но наиболее часто пирог пола по грунту выглядит так:

грунтовое уплотненное основание;
слой подсыпки из речного песка;
слой щебня или керамзита;
гидроизоляция;
бетонная стяжка (черновая);
пароизоляция;
утеплитель;
армированная стяжка (чистовая).

При необходимости в эту схему вносят коррективы, в зависимости от задач и условий. От этого зависит также и технология устройства бетонных полов. Такой пол требует тщательной подготовки основания.

Подготовка основания

При укладке на старое бетонное основание проводят тщательную подготовку: трещины расширяют и заполняют ремонтным составом из цементно-песчаной смеси или полимера. В местах, где основание не подлежит ремонту, его полностью снимают и укладывают новый бетон. Перепады высот нивелируют, пыль тщательно убирают.

Подготовка грунтового основания начинается с нивелировки, которая позволяет оценить объем предстоящих земляных работ и определить уровень пола. Затем грунт утрамбовывают с помощью специальных машин, что позволяет в дальнейшем избежать просадок и растрескивания пола. Далее укладывается «подушка» из речного песка и тоже утрамбовывается с помощью катков или вибротрамбующих машин. Для того, чтобы плотность подушки была достаточной, песка укладывают на 25% больше, затем смачивают и только после этого утрамбовывают до нужной толщины. Поверх песка засыпается слой гравия или керамзита.

Гидроизоляция

Гидроизоляция с одной стороны должна препятствовать впитыванию влаги основанием из бетонной стяжки, а с другой – предотвращает проникновение влаги из грунта. Производится она с применением полимерных мембран или рулонных материалов, иногда применяют толстый полиэтилен без повреждений.

Гидроизоляцию укладывают внахлест с напуском на стены (15-20 см), стыки проклеивают скотчем.

Укладка бетонного основания (чернового)

Данный слой играет роль основы для гидроизоляционных материалов. Черновую стяжку выполняют из так называемого «тощего бетона», с применением щебня (фракция 5 – 20). Требования к ней не слишком высоки, потому укладывается она довольно просто. Толщина должна быть не менее 40 мм, перепады по горизонтали – не больше 4мм.

Укладка пароизоляции

Слой пароизоляционных материалов (оптимальным решением будут полимерно-битумные мембраны, но и другие варианты тоже годятся) укладывается на черновое бетонное основание.

Утепление пола

Очень важно оценить, насколько необходима эта процедура, и какой материал для утепления пола лучше использовать. В качестве утеплителя стоит предпочесть материалы устойчивые к влиянию влаги, или же обеспечить их хорошую гидроизоляцию. Наиболее часто используют в качестве утеплителя пенопласт, экструдированный пенополистирол, минеральную вату.

Укладка финишной стяжки

Укладка финишной стяжки происходит в несколько этапов:

Армирование (может осуществляться с помощью дорожной сетки, а при повышенных нагрузках лучше использовать каркас из прутьев от 8мм в диаметре).
Заливка бетонной смеси (лучше воспользоваться услугами арендованной спецтехники).
Установка маяков (маяковые рейки устанавливают приблизительно на расстоянии двух метров друг от друга, так, чтобы на них можно было опереть концы правила).
Заливка пола (осуществляется на 1,5 см выше установленных маяков).
Разравнивание и уплотнение бетона с помощью виброрейки или правила.

Финишная обработка поверхности

После завершения процесса укладки и уплотнения бетона делается технологический перерыв, для того чтобы бетон мог приобрести прочность. В зависимости от температуры воздуха и его влажности он может быть не меньше 3 часов, но не более 7 (глубина оставленного на нем следа должна составлять 2-3 мм). В этот период осуществляется грубая затирка пола с помощью затирочных машин или дисков. Чуть позже, когда глубина оставленного следа будет равна 1 мм, выполняют финишную затирку.

Иногда, чтобы получить более прочное и долговечное основание, используют топпинг, специальную смесь на основе цемента и других веществ, которая втирается в бетон. Применение специальных полимерных пропиток позволяет решить проблему пыления.

Нарезка швов в бетоне

Бетон в стяжке является довольно хрупким материалом, как это ни странно звучит, и склонен к растрескиванию. Для того, чтобы ограничить этот процесс, в бетонной стяжке нарезают деформационные швы. Их существует три вида:

изоляционные – делаются в местах соприкосновения пола со всеми конструкциями здания: стенами, колонами, и препятствуют передаче вибраций;
усадочные – снимают напряжение во время высыхания и усадки бетона, которые происходит неравномерно;
конструкционные – делаются в тех местах, где происходит соприкосновение бетонов, уложенных в разное время.

Нарезаться швы должны, как только бетон приобретет достаточную прочность, но до появления произвольных трещин. Расположение швов отмечают мелом, нарезают их в той последовательности, в какой происходила укладка бетона. Глубина нарезки составляет приблизительно 1/3 толщины бетонной стяжки. Чтобы облегчить уход за швами и укрепить их края, осуществляют герметизацию. Тип герметика выбирают в зависимости от условий эксплуатации и предполагаемой нагрузки на пол. Перед герметизацией, шов тщательно очищают от пыли и мусора. После тщательного выполнения всех этапов, стяжке дают возможность затвердеть и высохнуть.

Резюме

Укладка бетонных полов – процедура, которая может выполняться не только профессионалами, но и самостоятельно. В любом случае, следует уделить пристальное внимание соблюдению всех этапов технологического процесса, некоторые нюансы и тонкости которого были освещены в статье. Такой подход позволит получить в результате прочный, долговечный пол, который отлично выдерживает большие нагрузки и достойно справляется со своей задачей.

Главный материал, применяемый для обустройства дорог – асфальт. Спустя несколько лет такое покрытие нуждается в ремонте, потом его эксплуатационные свойства ежегодно восстанавливаются. Бетонное покрытие гораздо лучше асфальтового, однако применяется оно ограниченно. Этому есть свои причины, связанные с недостаточным финансирование, низким производительным уровнем, особенностями климатических условий, недостаточным количеством цемента нужных марок, рельефными участками местности. Эта технология в России особой популярностью пока не пользуется, так как дороги из асфальта обходятся значительно дешевле. Однако отметим, что постепенно стоимость данных видов полотна медленно уравнивается. Начинает вестись строительство бетонных дорог, мостов, взлетно-посадочных полос на аэродромах.

Преимущества бетонных дорог

Такие покрытия обладают определенными достоинствами:

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

Технология строительства

Устройство бетонных дорог включает в себя определенные этапы:

Готовится грунтовое основание. Его укатывают для достижения нужной плотности, при необходимости – увлажняют либо просушивают.
Организуется отведение воды, чтобы продлить эксплуатационный период полотна и придать езде безопасность.
Устраивается подстилающий слой. Он представляет собой песчаную прослойку, толщина которой составляет до двух до четырех десятков сантиметров.
Выполняется сборка опалубочной конструкции. Элементы ее изготавливаются из пиломатериалов, при этом учитывается высота заливки.

Если вода просачивается в грунт, дорожное покрытие постепенно разрушается.

Технология строительства сложная, и каждый этап будет рассматриваться подробно.

Структура бетонной дороги

Полотно включает в себя определенные слои:

подстилающий – для его устройства используют щебенку, которая дренирует грунтовую воду, и песок, с чьей помощью компенсируются возникающие нагрузки;
укрепляющий – представлен низкосортным бетоном, связывающим подсыпной слой;
дорожное полотно – бетонная поверхность.

Конструкция бетонной дороги под тяжелые автомобили выполняется из напряженного и ненапряженного железобетона, арматурная каркасная основа в которых не дает возможности камню растрескиваться от тяжести грузовых машин.

В частных видах строительных работ или при обустройстве бетонного покрытия дорог на перенасыщенных влагой грунтах на песчаную подушку выкладывается гидроизоляционный материал, предотвращающий сильное намокание дорожного полотна, последующую за этим коррозию камней и арматуры. В качестве гидроизолирующего материала применяют обычный рубероид.

Выполнение работ

Более подробно разберемся, что собой представляет тот или иной строительный этап бетонирования автодорог.

Подготовка

Сложность представляют земляные работы, да и стоят они достаточно дорого. Их началу предшествует составление подробного проектного решения, выводы которого основаны на геологических исследованиях местности. Если есть такая возможность, то бетонирование дорог выполняют горизонтально, снимая небольшие холмы или закладывая в углубления уплотненную породу.

Если ведется строительство крупной автомобильной магистрали, то слой плодородной земли снимается в полном объеме, а для устройства бетонной дороги во дворе достаточно будет удалить от пятнадцати до двадцати сантиметров почвы.

Подготовленная основа уплотняется катками и вибрационными механизмами, отличающимися большим весом.

Данный этап считается ответственным моментом, так как от прочности основы зависит показатель жесткости и целостность дорожного покрытия, даже когда динамические нагрузки довольно интенсивны.

Во время выполнения земляных работ продумывается устройство дренажной системы, чтобы была возможность отвода грунтовой и дождевой влаги. С этой целью основу выводят в плоскости, уклонный угол которой составляет от двух до четырех градусов. По бокам дороги устанавливают желоба из бетона или устраивают откосы естественного типа, по склонам которых вода будет попадать в приемные колодцы либо уходить в грунт.

Подстилочный слой

Устраивается песчаная подушка, толщина которой равна двадцати – сорока сантиметрам. Этот элемент можно не делать, но он отлично защищает от поступающей из земли влаги, улучшает процесс дренажа. Подстилочная прослойка необходима, чтобы предотвращать размытия и вспучивания во время морозов, что приводит к образованию впадин и трещин в монолитном бетоне.

Больше всего проблем появляется на глиняных, торфяных и иных участках местности, способных удерживать в себе воду. В большинстве случаев такие слои частично удаляют, дно засыпают крупными камнями и гравием. Укатанный слой по высоте достигает тридцати сантиметров. От подобной подготовки будут зависеть расходы и время, необходимое для строительства.

Минимальное значение толщины основы зависит от вида грунта и климатических условий. Определяют ее по специальной таблице. Если слой выкладывается из различных материалов, то между ними расстилается геотекстиль.

Выравнивают слои в соответствии с запроектированными уклонами. Каменные засыпки укрепляются вяжущими материалами – цементом, гранулированным шлаком от металлургического производства, в который добавлена негашеная известь, золой теплоэлектростанций, молотым шлаком.

Опалубка

Для изготовления этой конструкции применяют доски, высота которых соответствует уровню заливки бетона для дороги. Как правило, равна она десяти – пятнадцати сантиметрам. Определяясь с ее размерами, необходимо учесть, что по краям бетона устраиваются ребра, улучшающие прочность. Толщина досок не должна быть менее 5-ти см. Каждый элемент конструкции должен покрываться специальным составом, который облегчит отсоединение от застывшего бетона.

К деревянным опалубочным щитам предъявляются требования по уровню прочности от распора их свежей бетонной массой и усилий, которые возникнут в результате трамбовки.

Если применяется тяжелая техника для строительства дорог из бетона, которой уплотняется бетон, то следует устанавливать опалубку, изготовленную из стального материала. Прослужит она значительно дольше. В основе каждого элемента заложена подошва, улучшающая устойчивость.

Опалубочные секции выставляются в одну линию, прочно фиксируются. Это особенно важно, если вибрирование бетонной массы выполняется тяжелыми механизмами. В местах, где уровень основания снижается, под опалубку льется тощий бетон, чтобы улучшить устойчивость.

Армирование

Если технологический процесс устройства бетонной дороги предполагает такой вид работ, то арматура должна представлять собой металлическую сетку, площадь ячеек в которой достигает 150 мм. кв. Такой выбор материала даст возможность избегать расширений и появления трещин в бетонной толще.

Укладка арматурной сетки выполняется в процессе заливки бетонной смеси на высоте в три – четыре сантиметра от нижнего уровня. Перед этим залитый бетон разравнивается, устилается каркасная сетка, при необходимости – фиксируется. Теперь можно продолжать работу.

Заливка

Подстилочная прослойка укрывается материалом, устойчивым к промоканию, гидроизоляцией, либо просто увлажняется. Дорожный бетон, соответствующий ГОСТу, выкладывается по толщине единым разом. Когда применяется армирование, то процесс выполняется этапами.

Бетон для дороги, марка которого отвечает всем требованиям, наносят быстро, так как он не отличается продолжительной жизнеспособностью. Добавлять воду в массу не рекомендуется, потому что ухудшатся механические свойства покрытия. Так как строительные объемы большие, к месту выполнения работ поставляют приготовленный в заводских условиях дорожный цемент. Смесь выгружают по одному кубометру и разравнивают, чтобы придать всему слою одинаковую плотность.

Оптимальный вариант укладки бетонного полотна – двумя или тремя слоями.

Уплотняется бетонная смесь специальными механизмами, представленными деревянными или металлическими брусами, на которые воздействую укрепленные на них пневмомолоты. Такое приспособление опускается в смесь, начинает перемещаться в ней. Обработав один участок, брус перемещают далее.

Если применяется армирование, то вибрационное устройство должно располагаться в пяти – семи сантиметрах выше верхнего края каркаса.

В специальной машине кроме вибрационного устройства имеется еще и разравнивающее приспособление, расположенное впереди.

Бетонный состав должен быть пластичным и достаточно подвижным, но не очень жидким, чтобы не мог оплывать, перетекая через опалубочные щиты. Все это негативно скажется на прочности покрытия.

Нарезка швов

Обязательное условие – устройство деформационных швов. Такой вид работы возможен при достижении бетоном определенного уровня прочности, составляющего 50 – 60 процентов. В таком виде полотно способно выдержать вес не только рабочего, но и специального инструмента для нарезки швов.

Таким образом компенсируется температурное расширение, которому в различной степени подвержен бетон. Сегменты дороги при сезонных изменениях не образуют трещин.

Распиловка выполняется расшивкой – специальным инструментом. Расстояния между швами определяются проектными расчетами. Как правило, для этого толщину монолитного покрытия умножают на тридцать.

Чтобы в такие швы не попадала влага, их заполняют мастикой.

Материалы для устройства полотна из бетона

М400 – универсальный бетонный состав. Прочность его позволяет выдержать нагрузки от различного колесного автотранспорта. Основу составляет портландцемент, обладающий устойчивостью к воздействию влаги. Добавляют в раствор и пластификаторы, чтобы улучшить показатели гидрофобности и прочности.

Бетонная смесь состоит из:

цемента – 1 часть;
щебенки – 5 частей;
песка – 2 части.

Составы бетона и его характеристики указываются в строительном проекте.

Устройство покрытия из плит

Бетонные плиты для дороги изготавливаются следующим образом:

Готовятся формы нужного размера, или выставляются опалубочные щиты.
При необходимости готовится арматурный каркас, чтобы улучшить прочность плит.
Заливка выполняется готовой бетонной смесью, желательно сразу выполнять трамбовку, чтобы удалить пузыри воздуха.
Через некоторое время, когда бетон застынет, можно снять опалубку и дать плитам время для набора нужной прочности.

С помощью такого материала можно сделать бетонную дорогу своими руками. При соблюдении всех условий она отлично послужит вам долгое время.

Заключение

Бетонное покрытие дороги прочное, но нуждается в определенном уходе. Образовавшиеся трещины необходимо сразу заделывать, чтобы они не увеличивались в размерах. Для этого используют специальные шпатлевочные составы или бетонный раствор. Если образовался разлом, следует снять весь участок бетонного полотна.