Прочность дорожных одежд в цементобетонном исполнении

Алексей Пекун, начальник информационно-аналитической группы ГП «БелдорНИИ» Профицит цемента на внутреннем рынке обусловил более широкое использование бетонов в дорожном строительстве. Это, в частности, позволяет заместить значительную часть импорта сырой нефти, необходимой для производства битумного вяжущего. Детали процесса по просьбе корреспондента БСГ комментирует начальник информационно-аналитической группы ГП «БелдорНИИ» Алексей Пекун.

Технология устройства бетонной дороги не является новинкой для Беларуси. На рубеже 50–60-х годов прошлого века цементобетонное покрытие было принято при возведении автотрассы М-10 граница РФ – Гомель – Кобрин. Массовое использование этой технологии пришлось на 70-е годы при строительстве «олимпийки»: автотрассы М-1/Е30 Брест – Минск – граница Российской Федерации. Позднее оборудованием для скоростного строительства бетонных дорог были оснащены все отраслевые тресты, в таком исполнении было устроено покрытие на автодороге в аэропорт, на М-3 Минск – Витебск, М-6 Минск – Гродно, Р-23 Минск – Микашевичи и др. Кроме того, сотни километров бетонных дорог было построено в местной сети. Однако впоследствии дорожная отрасль постепенно ушла от бетонных дорог в связи с дефицитом цемента, который массово использовался для гражданского строительства. Но с учетом глобальной модернизации белорусских цементных заводов, осуществленной в последние годы, к этой технологии решили вернуться как заказчики, так и проектировщики.

– В настоящее время в цементобетонном исполнении осуществляется строительство новых участков МКАД-2, – говорит Алексей Юрьевич. – Кроме того, таким способом устраиваются и некоторые другие дороги, например, Тростино – Ельня в Хотимском районе, дорога Белорусского цементного завода в Костюковичах.

В перспективе планируется расширить практику применения цементобетона как на местной сети дорог, так и на объектах коммунальной формы собственности: внутридворовых территориях, площадках для стоянки транспортных средств, пешеходных дорожках, производственных территориях и подъездах к ним. Что касается дорог республиканского движения, то цементобетон предполагается использовать при новом строительстве, т. е. при возведении дороги по новому направлению, к примеру, как на МКАД-2.

Мощности белорусских цементных заводов сегодня без проблем позволяют закрыть потребности дорожников. Так, по расчетам экспертов, для строительства первой очереди МКАД-2 – речь идет об участке протяженностью около 40 км – необходимо порядка 70 тысяч тонн цемента, что составляет небольшую долю от общего объема производства этого материала в нашей республике.

Следует отметить, что возрождению темы бетонных дорог, предшествовала серьезная аналитическая работа. Специалистами Минтранса был детально изучен зарубежный опыт возведения таких дорог, проанализированы действующие нормативные и технические акты республики. Сравнение стоимости устройства покрытий из асфальтобетона и цементобетона было произведено как раз на примере МКАД-2. Расчеты показали, что возведение бетонной дороги в данном случае оказывается экономически целесообразным решением.

Еще один важный фактор заключается в том, что при устройстве цементобетонного покрытия используются местные материалы, тогда как для асфальта нужен битум, вырабатываемый из импортной нефти.

– Предполагаем, что конкуренция между двумя технологическими схемами устройства дорожного полотна решается скорее в экономической плоскости? Но ведь это не снимает с повестки дня вопросы формирования дорожного «пирога», подготовки основания, методов армирования, требований к вяжущему, долговечности, устойчивости к механическим и химическим воздействиям…

– Цементобетонное покрытие имеет ряд преимуществ перед традиционным асфальтовым: оно долговечнее и характеризуется высокой несущей способностью, имеет практически идеальную ровность и в то же время обладает достаточной шероховатостью, обеспечивающей хорошее сцепление автомобильных шин с поверхностью дороги. При грамотной эксплуатации срок службы бетонной дороги составляет не менее 25 лет. Кроме того, для таких дорог не нужно вводить летние и весенние ограничения нагрузок. Дешевле обходится и содержание цементобетонного покрытия. Таким образом, с учетом эксплуатационных расходов и срока службы покрытия, цементобетонная дорога оказывается дешевле асфальтобетонной.

Что касается непосредственно конструкции самой «бетонки», то в случае МКАД-2 она выглядит следующим образом. На рабочий слой земполотна укладывается подстилающий песчаный слой основания толщиной 80 см, затем – технологический слой из щебеночно-гравийно-песчаных смесей (15 см). После этого устраивается слой песчаного асфальтобетона толщиной 4 см, что позволяет обеспечить повышение устойчивости цементобетонного покрытия против образования уступов в швах сжатия и трещин в покрытии.

Затем устраивается верхний слой цементобетонного покрытия толщиной 24 см. В арсенале ДСТ № 5, который задействован на строительстве МКАД-2, имеется современный бетоноукладочный комплекс компании Wirtgen. Техника позволяет укладывать полотно шириной 7 метров, при этом скорость прохода составляет около 2 метров в минуту или 1 километр в смену.

Для снижения напряжений, возникающих при суточных и сезонных изменениях температуры воздуха, в цементобетонном покрытии устраивают температурные поперечные швы. Кроме того, устраивают и продольные швы, которые требуются для предупреждения появления извилистых продольных трещин, образующихся от воздействия транспортных средств, неоднородного пучения и осадки земляного полотна. При устройстве покрытия бетоноукладочный комплекс осуществляет забивку арматурных стержней в продольные и поперечные швы.

Следует также отметить, что на строительстве МКАД-2 применяются материалы отечественного производства: цемент ОАО «Красносельскстройматериалы», щебень РУПП «Гранит», песок из местных карьеров, а также специальные добавки: воздухововлекающие и пластифицирующие. Соответственно, установлен перечень требований к применяемым материалам. В отношении бетона определены достаточно жесткие рамки, в том числе по прочности на растяжение при изгибе, прочности на сжатие, морозостойкости.

Производство цементобетонного покрытия– Современный опыт эксплуатации бетонных дорог в Беларуси далеко не безоблачен, есть немало претензий со стороны транспортных организаций, частных автовладельцев. Какие уроки извлекли из него современные разработчики технологии?

– Как показывает практика, недостаточно просто качественно построить дорогу, не меньшее значение имеет ее правильная эксплуатация. Чтобы бетонная дорога прослужила долго и оставалась в нормативном транспортно-эксплуатационном состоянии необходимо осуществ-лять регламентные работы по ее содержанию. При этом особую роль здесь занимает профилактика и предупреждение возникновения деформаций и разрушений покрытий, их устранение на ранней стадии развития. Грамотный уход за деформационными швами и их своевременная герметизация позволяют предотвратить необходимость выполнения капитальных ремонтных работ, а также обеспечить функционирование покрытия в требуемом состоянии на расчетный период эксплуатации.

– Возможна ли модернизация действующей «традиционной» дороги с применением бетонов на цементном вяжущем, с какими затратами сопряжен этот процесс?

– Необходимо отметить, что у бетонной дороги достаточно долгий срок твердения смеси. Это подразумевает, что открыть движение можно только по истечении 28 дней после укладки покрытия, а также при условии проведения работ по герметизации швов и устройства обочины. Поэтому в отношении республиканской сети, где наблюдается высокая интенсивность движения, целесообразно применять цементобетонное покрытие в случае строительства новых дорог, когда отсутствует движение транспорта. В противном случае неизбежны большие затраты на устройство временных объездных дорог.

Если говорить о новых технологиях в целом, то в дорожном хозяйстве всегда старались идти в ногу со временем и активно применять самые современные разработки. Здесь мы стремимся решить целый комплекс задач: увеличить надежность и срок службы дорожных сооружений, обеспечить рост технического уровня и транспортно-эксплуатационного состояния автотрасс, а также снизить стоимость, энерго- и материалоемкость дорожных работ.

Отраслевая наука – «БелдорНИИ» – активно работает над увеличением прочности дорожных одежд. Сегодня уже не редкость транспортные нагрузки до 13 тонн на ось. Все это требует изменения как в подходах к выбору материалов для устройства покрытий, так и расположения конструктивных слоев по толщине дорожной конструкции. Проблему создания достаточного запаса прочности позволяют решить укрепленные основания, а здесь опыт свидетельствует об эффективности использования асфальтогранулята. Кроме того, повысить общую несущую способность дорожной одежды можно, используя материалы, обладающие свойствами самоцементации, в частности, металлургические шлаки. Еще один перспективный метод – это применение оснований из щебня и гравия, армированных с помощью геосинтетических материалов, что позволяет перераспределять возникающие от действия транспортной нагрузки напряжения на большую площадь, и тем самым способствовать стабильной работе дорожной одежды даже в неблагоприятных природно-климатических условиях.

Хорошо противостоят транспортным нагрузкам и различные типы современных покрытий. Помимо бетонных дорог, в ряд последних новинок следует поставить щебеночно-мастичный асфальтобетон, асфальтобетонные смеси с применением резинобитумного вяжущего, тонкослойные фрикционные износостойкие защитные покрытия, мембранную технологию ремонта жестких покрытий автодорог и искусственных сооружений.

blog comments powered by Disqus

Вверх