Дорожный бетон: состав, виды, марки, ГОСТ

Дорожный бетон служит для укладки полотна автомобильных дорог и аэродромных покрытий. Он выделяется в отдельную группу бетонов. При эксплуатации материал подвергается различным разрушающим факторам: действию большегрузов, резким перепадам температур, атмосферным осадкам.

СодержаниеСвернуть

Производство, контроль качества и свойства дорожного бетона регламентирует ГОСТ 26633-2012.

Требования, предъявляемые к дорожному бетону

Часто дорожное покрытие находится в экстремальных условиях эксплуатации, поэтому к дорожному бетону предъявляются особые требования:

• Прочность на сжатие при растяжении и изгибе. По автомагистралям постоянно передвигаются фуры и грузовые машины, дорожное покрытие не должно разрушаться под их массой.
• Истираемость. При непрерывном потоке автомобилей покрытие дороги постепенно теряет свою толщину. Истираемость сильно влияет на срок службы дорожного полотна: чем она выше, тем менее долговечным будет покрытие.
• Водостойкость. Прочность бетона может падать из-за эффекта Ребиндера. Вода проникает даже в небольшие микротрещины, при замерзании она расширяется, увеличивая тем самым трещины.
• Высокая морозостойкость. Зимой почти на всей территории России температуры отрицательные, однако дорожное покрытие не должно таять вместе со снегом.
• Устойчивость к агрессивным химическим средам. Дороги во время гололеда посыпают реагентами, поэтому покрытия не должны разрушаться под их воздействием.

Состав дорожного бетона

В качестве строительного бетона часто используют фибробетон. Бетоны для дорожных и аэродромных покрытий относятся к тяжелым бетонам, их плотность равна 1800-2500 кг/м³, содержание вяжущих веществ в таких них понижено, поэтому они называются тощими.

Нужные для получения дорожного бетона вещества: вода, вяжущее вещество, мелкий и крупный заполнитель. В роли мелкого заполнителя выступает песок, а в качестве крупного обычно используют базальтовый, реже известняковый гравий или щебень.

Вяжущим веществом служит гидрофобный и пластифицированный портландцемент. Содержание С3А (трехкальциевого алюмината) в бетоне дорожном согласно ГОСТ должно быть менее 10%.

Существует специальный дорожный портландцемент, бывает он двух марок: М300 и М400, обладает повышенной морозостойкостью, деформативностью, прочностью при изгибе, стойкостью к ударной нагрузке, низкими показателями по усадке и истираемости.

По стандартам дорожный бетон для магистралей должен иметь морозостойкость F150, а для дорог в пределах города – F100. Различные модификационные добавки обеспечивают требуемое значение морозостойкости.

Гравий и щебень могут быть разных фракций. Для верхнего слоя многослойной конструкции используется щебень или гравий с диаметром 20 мм, для однослойных же покрытий – 40 мм. Марка крупного заполнителя не должна быть меньше указанных в таблице значений.

Песок тоже может быть разный. Обычно используется мелкий или средний зернистый песок. Для ускорения твердения в бетон добавляют химические добавки – пластификаторы, количество добавок должно быть менее 60 г/кг цемента.

Классификация дорожного бетона по назначению

Виды дорожного бетона по назначению:

• Однослойные дорожные покрытия, верхние слои двухслойных и многослойных дорожных пирогов. Водоцементное отношение в таких бетонах менее 1:2.
• Нижний слой в двухслойных покрытиях. В этом случае отношение воды к цементу в бетонной смеси более 3:5.
• Нижний слой дорожной одежды капитальных дорог. Отношение «вода-цемент» для бетонных смесей, используемых для основания капитальных дорог, не нормируется.

Марки дорожных бетонов

Характеризуются дорожные и аэродромные бетоны классом по прочности на сжатие, обозначается он буквой B. Число рядом с буквой показывает, какую нагрузку в МПА материал способен выдерживать, не разрушаясь. Также характеризует свойства бетона марка (M), цифры, стоящие рядом с буквой означают предел прочности при сжатии в кгс/м².

Чаще всего для устройства дорог пользуются бетоном В20 М250 и дорожным бетоном В15 М200. При изготовлении бетонных плит для строительства аэродромных покрытий, виадуков и мостов используют дорожный бетон марки В30 М400, который наделен большой прочностью, морозостойкостью, долговечностью и износостойкостью.

Сфера применения дорожного бетона

Дорожный бетон применяется при строительстве городских дорог и автомагистралей, возведении дорог на аэродромах, для устройства тротуаров и пешеходных дорожек, подъездных путей к производственным участкам и прочим промышленным объектам.

Заключение

Бетон для дорожных покрытий должен соответствовать всем требованиям, нормам и стандартам. В разных случаях оптимальные свойства и технические характеристики бетона будут разными, поэтому марка и состав бетонных смесей подбираются индивидуально. Все работы по укладке дорожного покрытия следует проводить, строго соблюдая технологию.

оценка влияния различных видов цемента и нерудных материалов на основные свойства бетона

В статье рассмотрена проблема образования колеи в цементнобетонных покрытиях автомобильных дорог и определены факторы, влияющие на образование данного дорожного дефекта и величину износа при воздействии на него шипованных шин.

Это актуальная проблема, снижающая интенсивность применения и развитие строительства сети автомобильных дорог с цементобетонными покрытиями на территории Российской Федерации. Основной способ повышения стойкости дорожного покрытия к колееобразованию — это требовательный и методичный подход к подбору состава бетона. Группой компаний, входящих в Ассоциацию бетонных дорог, был рассмотрен опыт зарубежных стран, проведены испытания, разработаны предложения по подбору состава цементобетонных смесей для строительства автомобильных дорог с цементнобетоными покрытиями с критериями.

Известное выражение «выбиться из колеи» означает выйти из обычного образа жизни, потерять ее привычный ритм. История этого фразеологизма возвращает нас в то время, когда колеей назывался след от колес на грунтовой дороге. Чем больше транспорта проезжало по этому следу, тем глубже и укатаннее становилась колея. Вследствие этого дорога становилась спокойной, без тряски и неожиданных поворотов: колея мешала. Сейчас «колея» — это изменение поперечного профиля проезжей части в виде продольного углубления по полосе наката. Колея создает высокий риск потери управления автомобилем при следующих обстоятельствах:

• выезд из колеи;
• образование слоя жидкости в колее, что приводит к процессу аквапланирования;
• образование слоя жидкости вследствие применения противогололедных материалов при пониженных температурах, которое приводит к образованию в колее дополнительной скользкости.

Согласно статистике ГИБДД, 20 % ДТП из-за колейности происходят по причине потери управления автомобилем.

Колееобразование является следствием износа дорожного покрытия и представляет собой разрушение покрытия в процессе истираемости колесами автомобиля, а также от ударов колесами. Основной причиной износа является применение автомобилистами шипованных шин на автодорогах.

В скандинавских странах колейность удалось снизить с помощью таких эффективных мер, как:

• внедрение системы управления состоянием дорожной одежды;
• снижение скорости движения в зимний период;
• технический регламент на шипованные шины, в котором количество шипов на одном погонном метре покрышки должно быть не более 50 шт.;
• применение высококачественных заполнителей при проектировании бетонной смеси для автомобильных дорог с цементобетонными покрытиями;
• снижения веса шипов.

К сожалению, в действующих в России нормативных документах износ дорожных покрытий от шипованных шин практически не учитывается. Отсутствуют методики оценки, требования и прогнозирование износостойкости цементобетонных покрытий автомобильных дорог в зависимости от интенсивности движения.

Для определения влияния воздействия шипованных шин на цементобетонное покрытие группой компаний, входящих в Ассоциацию бетонных дорог, были проведены натурные испытания на универсальном комплексе «Карусель» Учебно-научного центра МАДИ. Основная задача испытаний — оценка стойкости цементобетонного покрытия к образованию колеи при воздействии шипованных шин в зависимости от состава бетона.

Для выполнения исследований установку «Карусель» оснастили колесами радиусом 16 дюймов с количеством шипов 90 штук на погонный метр. Линейная скорость колеса при проведении испытаний была равна 85 км/ч при нагрузке в 550 кг.

На стенде была изготовлена полоса наката из цементобетонных плит. Бетонные смеси и бетоны подбирались согласно своду правил «Автомобильные дороги» СП 34.13330.2012. Дорожные покрытия из цементобетона должны соответствовать минимальным проектным требованиям бетона классов В30, Btb 4,0. По технологии строительства цементобетонных дорог с применением дорожных бетоноукладчиков требуемый класс удобоукладываемости бетонной смеси соответствовал П1. Для обеспечения высоких эксплуатационных характеристик был назначен высокий класс бетона по истираемости G1 (ГОСТ 13015-2012 п. 5.6.11 «Изделия бетонные и железобетонные для строительства. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения»), по морозостойкости — F2 300.

Основная задача исследования заключалась в подборе наилучшего для эксплуатации состава бетонной смеси на основе различных цементов и крупных заполнителей с обеспечением свойств заданного качества. В исследовании использовались три типа цемента и три типа щебня различных фракций. В табл. 1 представлены основные технические показатели использованных типов цемента и щебня.

Таблица 1. Показатели использованных в испытании типов цемента и щебня

Производитель / Показатель	Щуровский ЦЗ ГОСТ 31108	Щуровский ЦЗ ГОСТ 10178	Мальцовский ЦЗ ГОСТ 10178
Тип цемента	ЦЕМ I 42.5Н	ПЦ 500-Д0-Н	ПЦ 500-Д0-Н
Удельная поверхность, см²/г	3335	3440	3102
Нормальная густота цементного теста, %	27,2	27,4	25,4
Предел прочности при изгибе 2 суток, МПа	4,5	—	—
Предел прочности при сжатии 2 суток, МПа	21,3	—	—
Предел прочности при изгибе 3 суток, МПа	—	4,8	4,8
Предел прочности при сжатии 3 суток, МПа	—	36,6	34,4
Предел прочности при изгибе 28 суток, МПа	9,0	6,7	7,2
Предел прочности при сжатии 28 суток, МПа	53,4	59,6	53,5

Применяемый цемент по всем показателям соответствовал заданным требованиям ГОСТ 30515-2013 «Цемент. Общие технические условия».

В исследовании использовался песок Мансуровского карьероуправления, выпускаемый по техническим условиям ГОСТ 8736. Песок и соответствует показателям песка первого класса, средней группы. Но для автомобильных дорог общего пользования песок должен соответствовать ТР ТС 014/2011 и ГОСТ 32824 «Дороги автомобильные общего пользования. Технические требования. Песок природный», поэтому песок был дополнительно испытан на соответствие этим стандартам.

Результаты испытаний на соответствие ГОСТ 32824-2014 приведены в табл. 2. Отклонение по содержанию зерен крупностью менее 0,125 мм посчитали незначительным. Большее влияние оказывает гравийная составляющая в песке. По терминологии ГОСТ 8736 песок — это «неорганический сыпучий материал с крупностью зерен до 5 мм». Согласно стандарту «Заполнители для бетона» DIN EN 12620 песком считается каменный материал с размером зерен до 2 мм. Такая разница имеет значение в требованиях к заполнителям для специального бетона, к которому и относится бетон для верхнего дорожного слоя. Однако в стандартах РФ дополнительных требований нет.

Таблица 2. Результаты испытаний на соответствие ГОСТу 32824-2014 песка Мансуровского карьероуправления

Показатель	Требования ГОСТа 32824-2014. Дороги автомобильные общего пользования	Фактическое значение
Модуль крупности (группа) песка	Св. 2,3 до 2,8 вкл.	2,7 (средний)
Класс песка	I	II (по гран. составу ост. менее 0,125)
Полный остаток на сите 0.5 мм	От 40 до 55%	51,2
Содержание зерен крупностью > 8 мм, %	0,5	0
Содержание зерен крупностью > 4 мм, %	5,0	5,0
Содержание зерен крупностью < 0.125 мм, %	3,5	4,5
Содержание пылевидных и глинистых частиц, %	2	1,6
Истинная плотность, г/см3	—	2,66
Пустотность, %	—	40,7

Слабые зерна карбонатных пород, содержащиеся в песке в виде гравия с зернами размером более 2 мм, снижают эксплуатационную стойкость покрытия при воздействии шипов. Поэтому песок для верхнего слоя не должен содержать гравия.

Для дорожного покрытия верхнего слоя требуется использовать более прочные и устойчивые горные породы. К ним, например, относится порфирит – Rсж до 300 МПа. Это горная вулканическая порода, в составе которой отсутствует кварц. Порфирит имеет скрытокристаллическую структуру, зерна не различимы простым глазом. Порода не разрушается, не дает трещин и сколов, устойчива при частых изменениях температуры в широком диапазоне, кислотоупорна. Для проведения испытаний был выбран щебень из порфирита, фракция 5–25 мм, карьер ОАО «Порфирит», пос. Березовка, республика Карелия.

В группу устойчивых пород также входит габбро-диабаз — Rсж до 300 МПа, обладает высокой твердостью и прочностью, более морозо- и влагоустойчив. Для испытаний использовался щебень из габбро-диабаза в виде двух широких фракций 5–10 и 10–20 мм, добытый из карьера «Голодай Гора», ООО «Лафарж Нерудные Материалы и Бетон», пос. Деревянка, республика Карелия.

Дополнительный щебень из габбро-диабаза фракции 4–8 произведен из сырья карьера «Голодай Гора» иным методом — электрогидравлическим дроблением. Раскалывание материала осуществляется ударной волной — квазигидростатическим давлением, возникающим в объеме жидкости. При этом типе дробления щебень имеет правильную кубовидную форму, а дробление происходит с меньшим количеством отходов и пыли.

Граниты образуются из магм кислого состава (SiО2 более 60 %). Главными породообразующими минералами являются кварц, калиевые полевые шпаты, кислые плагиоклазы и биотит (иногда мусковит и роговая обманка). Прочность породы — Rсж до 250 МПа. Использовался щебень фракции 5–20 (производитель Украина).

Таблица 3. Сводная таблица основных характеристик крупного заполнителя-щебня.

Показатели качества по ГОСТу 32703. Дороги автомобильные общего пользования

Маркировка крупного заполнителя	Проход через контрольные сита	Насыпная плотность в воздушно-сухом состоянии	Средняя плотность зерен	Содержание зерен пластинчатой и игловатой формы	Пустотность	Дробимость в сухом состоянии до 9% — D1400	Дробимость в насыщенном состоянии до 9% — D1400	Водопоглощение
Единица измерения	Марка	т/м³	г/см³	%	%	%	%	%
Габбро-диабаз фракций 5-10 мм	85/15	1,64	2,97	1,99	44,8	1,99	2,38	0,86
Габбро-диабаз фракций 10-20 мм	85/15	1,71	2,98	5,51	42,6	5,51	6,57	0,57
Габбро-диабаз ЭГД фракций 4-8 мм	90/15	1,69	2,97	нет	43,0	2,20	3,40	1,6
Гранит фракции 5-20 мм	90/10	1,55	2,67	9,1	41,9	5,30	7,24	0,89
Порфирит фракция 5-15 мм	90/10	1,58	2,90	2,30	45,5	2,30	2,98	0,84

Щебням присвоены марки по гранулометрическому составу. По средней плотности зерна – от тяжелого к легкому — следуют габбро-диабаз, порфирит и гранит. По содержанию зерен c пластинчатой формы все щебни классифицируются маркой Л10, т. е. не более 10 %.

Самые сильные разрушения строительных материалов происходят в водонасыщенном состоянии. Вода увеличивает энергию воздействующих сил износа на разрушение материала из-за расклинивающего давления, образующегося в микротрещинах. Поэтому для использования заполнителя в верхнем слое дорожной одежды все свойства, отвечающие за долговечность, должны определяться в водонасыщенном состоянии, а для определения параметров — в сухом состоянии. Результаты двух испытаний должны быть в значениях одного класса технических условий. Результаты, полученные при испытании исследуемых щебней, в сухом и в насыщенном состоянии находились в рамках одного класса.

В соответствии с ГОСТ 26633 «Технические требования», п. 4.7.13 «при проектных требованиях к бетону марки по морозостойкости F2 100 и выше должен применяться крупный заполнитель из изверженных и метаморфических пород с водопоглощением не более 1,0 %».

Согласно исследованию финских ученых, которое приводят специалисты «Стройпроекта», способность цементобетонного покрытия сопротивляться воздействию шипованных шин на 60 % зависит от качества щебня. Показатель сопротивления дроблению и износу определяется по ГОСТ 33049 («Дороги автомобильные общего пользования»). В технических требованиях ГОСТ 32703 щебень подразделяется на 6 марок. Метод испытаний аналогичен старому ГОСТу (ГОСТ 8269), изменились только требования к значениям. Для класса И1 потеря массы в ГОСТ 8267 составляет до 25 %, в ГОСТ 32703 — до 15 %. В требованиях стандарта щебень испытывают в сухом состоянии.

В странах Европейского Союза для дорог с высокой интенсивностью движения используется метод Nord test. Метод является действующим стандартом Республики Беларусь (СТБ ЕN 1097-9-2013). В нем используется барабан d 205×335 с тремя ребрами и высотой 8 мм, а также стальные шарики диаметром 15,0 мм. Для начала готовится проба по фракциям от 11,2 до 14 и от 14 до 16 мм. Затем берется в отношении по фракциям 35/65 и вычисляется масса навески щебня с учетом средней плотности. Пробу около 1 кг помещают в барабан, добавляют необходимое количество стальных шариков до получения массы 7000 г и 2 л воды. Барабан закрывают крышкой и при частоте вращения 90 об./мин совершают 5400 оборотов. После испытаний заполнитель и стальные шарики помещают в емкость, промывают через сита с размером ячеек 14, 8 и 2 мм. Далее сита высушиваются и определяется потеря массы. Согласно финским стандартам, на дорогах с высокой интенсивностью движения может использоваться только щебень, у которого потеря массы после проведения испытания в «шаровой мельнице» не превышала 7 %. Как показали исследования финских специалистов, только 15 % горных пород в Финляндии соответствуют этому требованию.

Описанный метод Nord test значительно отличается от российского метода «Лос-Анджелес»» по интенсивности воздействия на бетон: по количеству и массе материала, по условиям испытания воздушные и водные), по скорости вращения и количеству оборотов. В данной работе для получения приближенных условий к условиям эксплуатации щебень перед испытаниями методом «Лос-Анджелес» испытывали в водонасыщенном состоянии. Результат испытания приведен в табл. 4.

Таблица 4. Результаты испытания различных видов щебня методом «Лос-Анджелес»

Маркировка крупного заполнителя	ГОСТ 33049 Сопротивление износу в водонасыщенном состоянии, % по массе	СТБ EN 1097-9-2013 Устойчивость к истиранию шипованными шинами
	Марка по истираемости
Единица измерения	%	%
Габбро-диабаз фракций 10-20 мм	15,0 И 1	8,5 AN10
Гранит фракции 5-20 мм	15,2 И 2	6,8 AN7
Порфирит фракции 5-15 мм	7,4 И 1	6,4 AN7

Из полученных результатов можно сделать следующие выводы: российский метод «Лос-Анджелес» жестче по воздействию на материал, так как потери в нем выше. Но при различных воздействиях разнятся как сопротивление, так и полученные результаты.

Согласно требованиям ГОСТ 26633, водоцементное отношение не должно превышать значения 0,45, а воздухововлечение в верхнем слое покрытия должно быть в пределах 5–7 %.

Составы бетонных смесей были подобраны исходя из обеспечения заданных показателей, а также одинакового количества цемента, равного объема щебня в смеси и водоцементного отношения. Незначительно менялось количество песка в смеси. Все бетоны соответствовали классу по подвижности П1. Для достижения высокого класса по морозостойкости в составах использовалась воздухововлекающая добавка, которая подбиралась индивидуально для каждого состава.

По данным результатов испытаний все бетоны имели требуемые значения для цементнобетонных покрытий. Фактические прочности на сжатие от 45,8 до 54,6 МПа, прочности на растяжение при изгибе — от 4,1 до 5,1 МПа.

В течение испытаний установка работала с ноября по март, в связи с этим для очистки от зимней скользкости применяется противогололедный материал ГРИН ВЭЙ.

В отечественных стандартах не нормируются требования к заполнителю по морозостойкости в зависимости от характеристики среды, указано лишь, что марка заполнителя по морозостойкости должна быть не ниже, чем марка бетона по морозостойкости. В рамках исследовательской работы щебни испытывали параллельно образцам-кубам, аналогичным методом в соответствии с ГОСТ 10060 «Бетоны. Методы определения морозостойкости» (табл. 5).

Таблица 5. Результаты испытаний морозостойкости бетонов и крупных заполнителей

Заполнитель	ГОСТ 10060 третий ускоренный метод	Габбро-диабаз 5-20мм	Габбро-диабаз 4-8 мм	Гранит 5-20 мм	Порфирит 5-15 мм
Цемент
Щуровский ЦЕМ I 42.5Н	Прочность на сжатие контрольных образцов кубов, МПа	43,5	38,0	—	43,4
	Прочность на сжатие основных образцов кубов, МПа	46,1	42,6	—	42,7
Xmin2 ≥ 0,9*Xmin1	МПа	39,7 ≥ 36,0	34,3 ≥ 29,7	—	37,5 ≥ 35,5
Щуровский ПЦ 500-Д0-Н	Прочность на сжатие контрольных образцов кубов, МПа	47,4	46,9	—	47,3
	Прочность на сжатие основных образцов кубов, МПа	51,9	49,0	—	47,7
Xmin2 ≥ 0,9*Xmin1	МПа	45,7 ≥ 36,0	44,0 ≥ 36,8	—	40,1 ≥ 39,4
Мальцовский ПЦ 500-Д0-Н	Прочность на сжатие контрольных образцов кубов, МПа	—	—	50,2	—
	Прочность на сжатие основных образцов кубов, МПа	—	—	48,9	—
Xmin2 ≥ 0,9*Xmin1	МПа	—	—	42,2 ≥ 39,7	—
Потери щебня по массе, 37 циклов	до 2 %	0,69	4,48	0,57	1,02

Щебень из Габбро-Диабаза фракции 4–8 мм не прошел испытания: водопоглощение превышало допустимое значение более чем на 1 %. Бетон, в свою очередь, испытания прошел, так как заполнитель находился под защитой «рубашки» из цементного слоя. При воздействии шипов на дорожное покрытие идет разрушение материала, характер разрушения ударно-абразивный, щебень обтачивается по контактной зоне с растворной частью бетона. Как только высота раствора оголяет камень более чем наполовину, шип выбивает щебень из полотна. Это происходит, когда усилие, возникающие при воздействии шипов, сравняется с прочностью сцепления щебня с цементной матрицей. Поэтому для дорог с высокой интенсивностью движения количество щебня должно быть более 50 % по объему, так как это увеличивает площадь камня относительно площади цементного раствора зоны контакта верхнего слоя дорожной одежды. Для этого необходимы узкие фракции, чтобы моделировать гранулометрический состав заполнителей для специальных бетонов. Кроме того, рекомендуется использовать дополнительные способы для увеличения адгезии цементного раствора с зерном щебня.

Заключение и выводы

В процессе исследовательской работы установлено, что для снижения риска возникновения колейности покрытия:

• фракции гравия в песке не должны превышать 2 мм;
• содержание щебня нескольких узких фракций должно составлять М90/10;
• содержание щебня в смеси должно быть не менее 50 % объема;
• водопоглощение щебня не должно превышать 1 %.

Результаты работы позволили также сформулировать следующие методические предложения.

1. Марку по дробимости, истираемости щебня следует оценивать в водонасыщенном состоянии.
2. Морозостойкость щебня показательнее оценивать в пятипроцентном растворе NaCl по ГОСТ 10060.
3. Для оценки износостойкости щебня требуется комбинация методов «Лос-Анжелес» и Nord Test.
4. Для определения износостойкости бетона необходимо разработать методику испытаний с техническими требованиями.
5. Обеспечение свойств бетона В30, Btb 4, 0, F2300 – не является достаточной мерой для гарантии устойчивости цементобетона к образованию колеи при контакте с шипованной резиной.

Заключительные выводы рабочей группы МАДГТУ (МАДИ):

1. В результате испытания цементобетонных покрытий на истираемость, установлено, что максимальную истираемость показал состав бетона (№ 5) с применением наименьших фракций щебня. Минимальную истираемость продемонстрировали составы бетонов (№ 3 и 4), изготовленные с применением порфирита фракции 5–15 мм в качестве крупного заполнителя.
2. При первых 5 тыс. проходов колеса с шипованной резиной у составов бетонов, обработанных методом «щеткования», была зафиксирована наибольшая истираемость покрытий. В этот период происходит истирание растворной части, образующейся на поверхности цементобетонного покрытия при его устройстве. Наибольшую истираемость после первых 5 тыс. проходов шипованной шины показали составы бетонов (№ 6 и 7), изготовленные с применением гранитного щебня, имитирующие покрытие на М4 «Дон». На плитах (№ 6, 7) была проведена обработка поверхности свежеуложенного бетона щеткой с пластиковым ворсом. В дальнейшем износ на этих цементобетонных покрытиях замедлился.
3. Как показали результаты испытаний, значительное влияние на износ цементобетонных покрытий оказывает прочность щебня и размер его фракций. Применение более прочного заполнителя и с оптимальной фракцией позволяет снизить истирание цементобетонных покрытий под действием шипованной резины в 1,5–2 раза. Строительство двухслойных цементобетонных покрытий позволяет в значительной степени сократить расход дорогостоящего щебня, применяя его только в верхнем слое покрытия.
4. Используя технологию Waschbeton, можно исключить первоначальный быстрый износ бетона при сохранении требований по ровности покрытия и замедлить образование колеи в будущем благодаря удалению с поверхности покрытия слабой растворной части.
5. Применение гидрофобизации цементобетонных покрытий, особенно в первые годы их эксплуатации, позволит в значительной степени укрепить поверхностный слой бетона и снизить степень разрушения от совместных воздействий противогололедных реагентов и шипованной резины.

Литература

1. Износ асфальтобетонных покрытий шипованной резиной: опыт скандинавских стран [Электронный ресурс] // Dor.spb.ru : сайт группы предприятий «Дорсервис». URL: http://www.dor.spb.ru/index/technology/iznos-pokrytiy/ (дата обращения: 24.01.2020).
2. Виноградов Б. Н. Влияние заполнителей на свойства бетона [Текст] / Б. Н. Виноградов. М.: Стройиздат, 1979. 223 с.
3. Оценка прочности горных пород по минеральному составу: метод. указания по выполнению лабораторной работы [Текст] / сост. О. Г. Епифанцев, Н. С. Плетенчук. Новокузнецк: СибГИУ, 2007. 15 с.
4. Петроченков Р. Г. Композиты на минеральных заполнителях: в 2 т. Т. 2. Проектирование составов строительных композитов: учеб. пособие [Текст]/Р. Г. Петроченков. М. : Изд-во Моск. гос. горн. ун-та, 2005. 351 с
5. СП 34.13330.2012. Автомобильные дороги.
6. ГОСТ 8267. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия.
7. ГОСТ 8269. Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-математических испытаний.
8. ГОСТ 8736. Песок для строительных работ. Технические условия.
9. ГОСТ 10060. Бетоны. Методы определения морозостойкости.
10. ГОСТ 26633. Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия.
11. ГОСТ 32703. Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Технические требования.
12. ГОСТ 32824-2014. Дороги автомобильные общего пользования. Песок природный. Технические требования.
13. ГОСТ 33049. Дороги автомобильные общего пользования. Щебень и гравий из горных пород. Определение сопротивления дроблению и износу.
14. СТБ EN 1097-9-2013. Методы определения механических и физических показателей заполнителей. Ч. 9. Определение устойчивости к истиранию шипованными шинами. Северное испытание.
15. DIN EN 12620. Заполнители для бетона.

Понравилась статья?

Поделиться в соцсетях:

Дорожный бетон заказать с доставкой в Екатеринбурге

Вследствие постоянного воздействия статических и динамических нагрузок на поверхность дорожного полотна, он деформируется, трескается, появляются выбоины, ямы.

Чтобы автодорога получилась повышенной прочности, для ее возведения используется дорожный цемент. Тогда автострада, шоссе получается прочным, служит длительное время с сохранением целостности покрытия.

Марка	Цена (Летний)	Цена (Зимний с ПНД)
М-100 B7,5 Ж4 F50	2 300	2 400
М-150 B12,5 Ж4 F50	2 510	2 750
М-200 B15 Ж4 F50	2 690	2 880

Тем самым уменьшается сумма материальных ресурсов, выделяется для обслуживания и ремонта дорог. Кроме того, дорожный бетон применяется при строительстве ВПП и вспомогательных элементов дорожной развязки аэродромов.

К особенностям дорожного бетона относится:

• устойчивость к большим нагрузкам и неблагоприятным климатическим, погодным условиям;
• прочность на сжатие, растяжение при изгибе;
• стойкость к воздействию химических реагентов, которые используются для защиты полотно от наледи в зимнее время;
• высокий уровень морозостойкости, что исключает появление трещин при минусовых температурах.

Как выбрать марку бетона для строительства дорог

Марка прочности бетона для строительства выбирается в зависимости от типа планируемого дорожного полотна, выполняемых функций, эксплуатационных условий. В таблице 2 изложены данные по марке бетона в зависимости от структуры строящегося сооружения.

Назначение бетона	Марка бетона по прочности
	На сжатие	На растяжение
Строительство однослойного или верхнего слоя многослойного покрытия	М300, М350, М400, М500	М40, М45, М50, М55
Изготовление нижнего слоя многослойного полотна	М250, М300, М350	М35, М40, М45
Основание для покрытий усовершенствованного типа	М75, М100, М150, М200, М250	М15, М20, М25, М30, М35

Бетон для выполнения дорожных работ от компании «Строй Микс Сервис»

В Екатеринбурге для покупки качественного дорожного бетона, готовой бетонной смеси собственного производства нужно обращаться в «Строй Микс Сервис». Наличие инновационной производственно-технологической базы позволяет продавать бетон по обоснованным ценам на выгодных условиях.

Дорожный бетон: свойства, производство, преимущества

Строительство дорог требует использования материала с высокой прочностью. Таким средством является дорожный бетон. Он способен выдерживать высокие нагрузки от автотранспорта и агрессивное воздействие факторов внешней среды. В зависимости от слоя дорожного покрытия, в котором используется материал, готовится разный по консистенции и структуре бетон.

Состав материала

Качество стройматериала и технология его изготовления контролирует ГОСТ 8424–72.

Посмотреть «ГОСТ 8424-72» или cкачать в PDF (1.2 MB)

Производство дорожного бетона происходит непосредственно на строительном участке или заказывается специальный раствор на заводе. В состав материала входит цемент, песок и наполнитель в пропорции 1:2:5. Цементный компонент выбирается марки не ниже М400. В качестве наполнителя рациональнее использовать базальтовый гравий, который, в отличие от осадочных пород, способен выдержать избыточную влажность от осадков. Песок применяется средней или крупной зернистости. Чем ближе бетонный слой к поверхности дороги, тем выше требования к компонентам бетона.

Марки бетона

Дороги из бетона укладывают с помощью материала маркировки М100, М150 и М200. Кроме этого, широко используются бетонные плиты для укладки дорожного покрытия. Они не требуют длительного срока укладки и обладают всеми необходимыми свойствами, что и монолитные конструкции. Использование дорожного бетона для дорожных и аэродромных покрытий предусматривает его высокую прочность, поэтому и марка материала выбирается выше.

Чем выше цифра обозначения марки, тем лучше показатели качества материала.

Основные свойства

К дорожному покрытию предъявляют высокие требования, поэтому дорожный бетон должен обладать такими качествами:

• Минимальное количество микротрещин. Эти изъяны образуются при неправильном выдерживании бетона в процессе набора прочности.
• Устойчивость к влиянию отрицательных факторов внешней среды. На дороге чаще всего скопляется большое количество воды или снега, которые при низкой прочности материала разрушают покрытие дороги.
• Морозостойкость. В регионах с низкими температурными режимами в состав бетона добавляют компоненты, улучшающие этот показатель.
• Стойкость к химическим веществам. Это актуально в зимнее время, когда дороги посыпаются средствами, снижающими скольжение по льду.
• Растяжение. Для улучшения этого свойства бетонную стяжку армируют.

Производство

Для производства смесей используют цементы высших марок.

Вручную изготовить дорожный бетон довольно сложно, поэтому чаще всего используют заводской раствор. Такой способ позволяет сэкономить время на приготовление смеси. Производится такой состав чаще всего из портландцементов марки не ниже М400, но в двухслойных покрытиях для нижнего шара допускается маркировка М300. При укладке нижних, средних и верхних слоев дорожного покрытия используют щебень с прочностью на сжатие не менее 600, 800 и 1200 кг/м2 соответственно.

Требования к укладке материала

Подготовка

Подготовительные работы включают подготовку грунтового покрытия. Рыхлый грунт способствует быстрому разрушению бетонной дороги. Для этого проводится укатка с постепенным подсыпанием земли, чтобы выровнять поверхность. Рекомендуется использовать влажный грунт. При недостатке влаги добавляется вода, а при излишке — проводится высушивание. Кроме этого, необходимо обеспечение отвода жидкости. Для этого обустраиваются дренажные слои.

Подстилочный слой

Для предотвращения разрушения верхних уровней кладки применяют дренажные слои.

Для предотвращения поднятия влаги в верхние слои дороги проводится укладка песчаной подушки. В регионах, где преобладает глинистые грунты, проводится срезание таких шаров земли и укрепление их с помощью гравия или крупного камня. Кроме этого, послойно используется подкладка из геотекстиля. При каменистом грунте, его укрепляют подсыпкой цементного или шлакового происхождения. Все слои тщательно укатываются, чтобы создать плотную подстилку для дороги.

Опалубка и армирование

Устройство этих конструкций необходимо для ограничения границ дороги и укрепления стяжки на растягивание. Опалубка делается из дерева толщиной не менее 5 см и высотой 100—150 мм. Если строительство предусматривает использование тяжелой техники, то для оснащения опалубки применяют стальные листы, которые служат дольше. Армирование способствует увеличению прочности материала на растягивание. Для этого металлические прутья связывают и устанавливают внутрь опалубки на уровне середины бетонной смеси.

Укладка бетона

Выбирая сроки проведения строительных работ следует учитывать метеопрогнозы и температуру воздуха..

Все работы по заливке бетонной смеси должны происходить за короткий промежуток времени. За время перерыва поверхность не должна подсыхать, сильно нагреваться или покрываться конденсатом. Для этого транспортировка бетона организовывается таким образом, чтобы не допустить такие негативные последствия. После равномерного распределения раствора, смесь утрамбовывается специальными вибраторами и выравнивается специальной рейкой. После выдерживания бетона до его полного затвердения проводится его обработка для придания поверхности шероховатости, чтобы улучшить сцепление автомобильных шин с дорогой.

При укладке больших площадей дороги рекомендуется использовать стройматериал заводского производства, который доставляется непосредственно на строительную площадку специальной машиной.

Нарезка и герметизация швов

Согласно инструкции ВСН 139—80 эта процедура необходима для водонепроницаемости и предотвращения засорения пылью или песком. Для таких целей применяют мастики, пасты (вводимые в швы под давлением), готовые эластичные прокладки. Заполнители, укладываемые в холодном состоянии, должны отверждаться при температуре окружающего воздуха (не ниже +5 °С) не позднее 10 суток.

Посмотреть «ВСН 139-80» или cкачать в PDF (10.1 MB)

Преимущества и недостатки

Альтернативным способом укладки является асфальтное. Но дорожный цементный бетон имеет такие преимущества:

• высокая прочность материала;
• устойчивость к гораздо большим нагрузкам, чем асфальтное покрытие;
• стойкость к воздействию высоких температур и резких перепадов на градуснике;
• длительная эксплуатация без проведения ремонтных работ;
• отличное сцепление колес автомобиля с таким покрытием.

Высокое качество бетонного покрытия не исключает недостатков материала. Он имеет высокую стоимость. Кроме этого, изготовление дорожного покрытия требует придерживания технологии замеса смеси и выдерживания более месяца до набора материалом достаточной прочности. Но эти отрицательные стороны окупаются длительным сроком эксплуатации дороги без ремонта.

Марки бетона для монолитного перекрытия, фундамента. Узнать больше.

Какие марки бетона можно использовать при подготовительных и общестроительных работах? Эксперты компании ЦемСтрой делятся полезной информацией.

Бетон М100 чаще используют для бетонирования не несущих конструкций —отливов, отливов, желобов, при установке бордюров и закрепления поребриков (как бетонную подушку), устройства пешеходных дорожек, тротуаров и выполнения предбетонной подготовки, подготавливая площадку перед заливкой ленточных монолитных фундаментов, установки малых архитектурных форм. Подбетонная подготовка выполняется путем заливки тонкого слоя бетона М100 на предварительно подготовленную подушку из щебня и песка. Далее сверху наклеивается (или наваривается) гидроизоляционный слой. После застывания этого слоя, реализуются последующие работы.

Бетон М150 применяется при финальной подготовке конструкций из металла и бетона на песчаной основой (до устройства гидроизоляции и заливки). Бетон марки M150 применяется как подготовительный материал перед заливкой монолитных ленточных фундаментов, для выполнения стяжек, бетонных полов, фундаментов небольших сооружений и конструкций, для бетонирования пешеходных дорожек. Из бетона указанной марки также делают площадки под стоянку автомобилей, фундаменты под забор, под террасы и беседки. Бетон этой марки используют и при строительстве дорог, как бетонную подушку для установки бордюров.

Бетон М200 используют для устройства бетонных стяжек полов, дорожек, отмосток, строительства фундаментов. Товарный бетон M200 популярен среди застройщиков загородного жилья — его прочности хватает для решения различных строительных задач, от заливки малонагруженных ленточных, свайно-ростверковых, монолитных, столбчатых и плитных фундаментов до изготовления ступеней и лестниц из бетона. Также бетон М200 берут на строительство площадок для автомобилей, фундаменты под забор, террасы или беседки. Бетон этой марки применяют и в дорожном строительстве — устраивают бордюры и поребрики на подушке из бетона. Отельное применение бетон М200 нашел в строительстве межкомнатных перегородок.

Бетон М250 чаще всего применяют при строительстве бетонных стяжек полов, строительства фундаментов, дорожек, отмосток. Также эта марка бетона подходит для устройства монолитных, свайно-ростверковых, столбчатых и плитных фундаментов, изготовления бетонных лестниц. Из бетона М250 могут быть сделаны автостоянки (площадки), ленточные фундаменты под забор, под террасы и беседки. Межкомнатные перегородки из бетона М250 — идеальное решение, так как они подходят для малонагруженных плит перекрытий.

Бетон М300, как правило, используют для монолитных фундаментов: ленточных, свайно-ростверковых, столбчатых и плитных фундаментов, изготовления бетонных ступеней и лестниц, дорожек, отмосток. Особым спросом товарный бетон M300 пользуется среди застройщиков индивидуального загородного жилья. Бетон этой марки применяют для строительства ленточных фундаментов под забор, тротуарные дорожки и канализационные колодцы. Дополнительное применение бетона М300 —строительство монолитных стен и монолитных плит перекрытия. Сочетание технологических качеств и средней ценовой политики на бетон этой марки делает его применение популярным и универсальным почти для любых строительных нужд.

Бетон M350 чаще всего применяют для устройства монолитных фундаментов: ленточных, свайно-ростверковых, столбчатых и плитных фундаментов, изготовления бетонных лестниц, ригелей, балок, многопустотных плит перекрытий, колон, несущих стен. А в частном строительстве этот бетон используется для устройства чаш бассейнов. Бетон марки М350 обладает высокой прочностью и морозостойкостью.

Бетон M400, благодаря своей прочности, часто используют при строительстве мостов, банковских хранилищ, гидротехнических сооружений, изготовления ригелей, балок, колон и иных конструкций со специальными требованиями. В частном строительстве этот бетон используется редко, потому что очень быстро схватывается и имеет высокую стоимость. Бетон М400 прочный, морозоустойчивый и водонепроницаемый. Благодаря этим качествам Бетон этой марки часто используют для возведения торговых центров, рынков, спортивных сооружений для перестраховки и увеличения надежности строительных конструкций.

Получить дополнительную консультацию по маркам бетона и покупке бетона с доставкой в Рязани:

(4912) 777-903

#бетонрязань #купитьбетон #цемстройрязань

#бетон

Технология заливки бетонного покрытия дороги.

Дорожное полотно в России и за рубежом отличается: в нашей стране магистрали разного назначения делают из асфальта, а в Европе и США преимущественно из бетона. Это и является очевидной разницей их качества. В России бетонные дороги не получили распространение ввиду существенной стоимости – всё-таки просторы страны необъятные и обновить полотно обойдется населению очередным приростом налогов. Однако, никто не запрещает домовладельцам обустраивать автомобильные площадки и подъезды из долговечного бетона.

Для чего нужны бетонные дороги

Строительство бетонных дорог целесообразно в местах, где отсутствует возможность частых ремонтов и есть потребность в прочном дорожном полотне. В России это:

• Автодромы;
• Взлетные полосы и самолетные площадки в аэропортах;
• Стоянки автомобилей и другой техники;
• Пешеходные дорожки и тротуары в городах;
• Прибрежные дороги и набережные, где преобладает высокая влажность и воздействие воды.

Время эксплуатации плиты из бетона превышает срок службы асфальта до 2-3 раз. По этой причине целесообразна замена асфальтобетонных дорожных одежд, не выдерживающих климатические условия, на цементобетонные повсеместно, что постепенно происходит в США.

Отличие асфальта и бетона

Почему бетонное покрытие дороги из асфальта не такое долговечное, как бетонное? Всё дело в качестве основных материалов:

• Асфальт – это композит песка, щебня, минеральных наполнителей, а их связующее – битумные полимеры.
• Бетон – это песчано-гравийная смесь, замешенная на цементе и присадках.

Основная разница между бетоном и асфальтом – это вяжущее в их составах. Битум в отличие от цемента не образует прочного камня, проседает под слабыми грунтами при нагрузке, размягчается на солнцепеке и плохо зимует. Бетон при соблюдении технологии приготовления и монтажа лишен этих недостатков.

Далее рассмотрим дороги из бетона: технологию укладки, преимущества и области применения.

Структура дорожного полотна

Полотно дороги состоит из нескольких слоев:

1. Подстилающий – это щебень, дренирующий воду из грунта, и песок, компенсирующий поступающие сверху и снизу от грунта нагрузки.
2. Укрепляющий – этот слой бетона низких марок, связующий подсыпку.
3. Основное дорожное полотно – слой бетона.

При укладке магистралей c большим трафиком тяжелых автомобилей дорогу необходимо делать из ненапряженного и напряженного железобетона, арматурный каркас в которых не позволяет камню трескаться под тяжестью большегрузов.

В частном строительстве, а также при организации дорожного полотна на насыщенных водой грунтах или с их высоким уровнем на песчано-гравийную насыпь укладывают гидроизоляцию для дорожного полотна (можно использовать рубероидные материалы). Слой предотвращает постоянное намокание бетона и как следствие – коррозию камня и арматурного каркаса.

Типы полотна

Бетонная дорога хороша и для скоростных магистралей с интенсивным движением, и для поселковых проездов. Для этих случаев выбирают разные типы полотна, отличающихся качествами и стоимостью:

• Однослойное покрытие высокого качества для дорог любого назначения подходит для укладки верхних и нижних слоев;
• Бетон для нижнего слоя полотна дешевый – он обладает невысокой прочностью, к его компонентам предъявляют минимальные требования. Покрытие из такого материала может быть использовано при обустройстве придомовых территорий с малым потоком легковых автомобилей;
• Бетон для основания с усредненными характеристиками под тяжелые и усовершенствованные покрытия. Может быть уложен на дороги поселкового значения;
• В отдельную группу можно вынести организацию дороги готовыми бетонными плитами.

Материалы для заливки полотна

Универсальным материалом для укладки дорог является бетон М400. Его прочности достаточно для выдерживания давления колес легкового и грузового транспорта на городских и поселковых проездах.

Основа бетона – портландцемент, стойкий к воде (1 часть). В раствор также вводят пластификаторы, повышающие гидрофобность покрытия и его прочность. В состав рабочего раствора также входят:

• Щебень – 5 частей;
• Песок – 2 части.

Для бетонирования дороги рационально заказывать готовый бетон с завода – даже для небольшой площадки понадобится немало раствора, заливать который нужно быстро, не давая отдельным партиям схватиться.

Материалы для покрытия дорожного полотна могут отличаться по свойствам в зависимости от предполагаемой нагрузки и условий укладки.

Требования к качеству бетонных дорог

При выборе компонентов для приготовления дорожного бетона ориентируются на СНиП 3.06.03-85 «Автомобильные дороги». Документ регламентирует требования к качеству готового полотна:

• Устойчивость к механическим нагрузкам – основное требование к дорожному покрытию. Для автодорог разного назначения показатель определяется индивидуально.
• Отсутствие трещин в покрытии после укладки и при эксплуатации. Решить задачу помогает соблюдение технологии строительства бетонных дорог и правильно подобранный состав рабочего раствора.
• Водостойкость и устойчивость к химическим реагентам. Автомагистрали располагаются в разных условиях рельефа и качества грунтов, а при отсутствии организованного водоотвода (при нарушении технологии строительства) на полотне скапливается вода, ухудшающая его качество.

Требования к бетону

Определяют качество полотна составляющие компоненты, которые также должны проходить тщательный отбор согласно профильным ГОСТам. Например, прочность щебня, способного обеспечить надежную и длительную эксплуатацию дороги, составляет не менее 1200 кг/см². Для подушки сгодится менее прочный щебень 800-1000 кг/см².

Подвижность бетонного раствора – 2 см при проведении испытаний конусом. Избежать отклонений от данного параметра помогает большое количество минеральных включений разной фракции.

Еще одно требование к бетону – высокая прочность на изгиб, для этого в раствор вводят пластификаторы и полотно дополнительно усиливают арматурой.

Плюсы и минусы дорог из бетона

По сравнению с асфальтовыми дороги из бетона обладают рядом плюсов:

• Высокая прочность и жесткость покрытия;
• Устойчивость к динамическим нагрузкам более высокого значения;
• Стойкость к нагреву, температурным перепадам;
• Длительный срок эксплуатации без потребности в ремонте;
• Хорошее сцепление дорожного покрытия и автомобильных колес повышает безопасность движения.

Минусов у дорог меньше, но они весомые:

• Большая стоимость строительства;
• Необходимость строгого соблюдения технологии при приготовлении растворов и подборе компонентов;
• Необходимость в полном наборе прочности бетоном перед запуском дороги.

Строительство бетонной дороги

Рассмотрим подробно этапы строительства дорог из бетона, поскольку от соблюдения укладки технологии зависит продолжительность срока службы покрытия.

Подготовка грунта

Земляные работы – одни из самых дорогих и сложных. Перед их началом составляется подробный проект, основанный на геологическом исследовании рельефа. По возможности плоскость укладки дороги делают горизонтальной – холмики снимают, в углубления делают доску с уплотнением пород.

Плодородный слой почвы снимают: при крупном строительстве автомагистрали полностью, для частной укладки придомовых площадок достаточно 15-20 см. Нижние уплотняют катками и вибрационными плитами с большим весом. Это один из самых ответственных этапов – от уровня прочности основания зависит жесткость и целостность покрытия при интенсивных динамических нагрузках.

На этапе подготовительных работ с грунтом продумывают систему дренажа для отведения грунтовой и дождевой воды. Для этого основание делают не в идеальной плоскости, а под небольшим углом 2-4%. Вдоль дороги могут быть обустроены бетонные желоба или естественные откосы, по которым стекает вода в приёмник или в грунт.

Укладка подстилочного слоя

На уплотненный грунт насыпают щебень и песок. Они выполняют функцию компенсатора нагрузок и дренажа воды.

Толщина слоев подсыпки зависит от типа рельефа и свойств оснований и колеблется в районе 20-40 см. При укладке дорог междугороднего значения между песком и щебнем часто укладывают геотестиль – он не позволяет фракциям смешиваться и насыпи лучше выполняют свои функции.

На основаниях с высоким уровнем грунтовых вод рационально делать более толстым насыпь щебня – он не вымывается и хорошо дренирует воду. Песок обязательно укладывают под слои бетона – он образует плотную подушку.

И песчаный, и щебневый слои обязательно уплотняют катком или вибропитами для достижения высокой прочности подушки.

Подстилочный слой для удобства иногда закрывают тонкой стяжкой бетона толщиной до 5 см, поверх укладывают гидроизоляционное полотно.

Монтаж опалубки и армировка

Бетон слаб к изгибающим нагрузкам, поэтому применение арматуры лишним не бывает – выбор ее типа зависит опять же от характеристик основания. В некоторых случаях армирование вообще может не применяться.

Диаметр арматуры для бетонного полотна принимают только конструктивно по расчетам. Обычно это прутки от 10 мм, сваренные в сетку с ячейкой от 150 мм. Укладывают арматурные изделия в бетонный слой на высоте не менее 4 см от нижней плоскости. Важно, чтобы сетка оказалась в нижней части плиты, поскольку именно в ней концентрируется разрушающая нагрузка и образуются трещины.

Самый простой способ сделать опалубку – использовать толстые доски сечением 50×150 мм (выбор высоты зависит от проектного слоя бетонного основания и покрытия). Также подойдет толстая фанера. Доски и фанеру фиксируют арматурными колышками, воткнутыми в грунт с внешней стороны полотна. При укладке дорожек для пешеходов и стоянок для автомобилей опалубку может заменить бордюрный камень, установленный на этапе подготовки к заливке.

Укладка бетонного покрытия

Заливка дороги бетоном должна осуществляться непрерывно, поэтому материалы для полотна готовят сразу в нужном количестве. Бетон целесообразно заказывать с завода, при строительстве крупных дорог неподалеку от объектов устанавливают временные мобильные цеха по производству раствора, что сокращает расходы на доставку.

При необходимости на основание с подсыпкой укладывают бетон низких марок (например, М200), затем финишным раствором М400 с присадками.

Укладка верхнего покрытия происходит в 2 этапа: сначала заливают подложку 30-40 мм, на него укладывают арматурную сетку и заливают остальную толщину.

Общая толщина слоя около 12 см, иногда больше или меньше.

Бетон заливают на подготовку без перерыва и сразу выравнивают поверхность. Материал постоянно подвозят, работы идут круглосуточно.

После укладки бетон обязательно уплотняют вибропрессованием. Процедура изгоняет пузырьки воздуха и уплотняет структуру готового покрытия.

Нарезка и герметизация температурных швов

В устройство бетонной дороги входит нарезка полотна на сегменты. Это возможно, тогда бетон наберет достаточную прочность 50-60% и будет выдерживать вес человека и режущего оборудования.

Швы нужны для компенсации температурного расширения, которому в разной степени повергается бетонный камень. При сезонном изменении объема плит в дорожном покрытии не образуются трещины.

Распиловку осуществляют специальным инструментом – расшивкой.

Температурные швы делают на расстоянии, определенном расчетами. Одна из формул определения — толщина покрытия × 30.

Чтобы через швы в плиту не проникала вода, их заполняют битумно-полимерными герметиками.

Уход и профилактика бетонного покрытия

Чтобы труды не прошли впустую, по технологии бетонную дорогу можно открывать для движения только после полного набора бетоном прочности, то есть через 28 дней.

Для предотвращения разрушения полотна его защищают полимерными пропитками, которые образуют на поверхности водонепроницаемую пленку. Правда, такие снижают шероховатость дороги и ее сцепление с колесами. Это отрицательное качество для скоростных магистралей, поэтому в большинстве случаев полотно оставляют как есть. Если подготовка грунта и технология укладки были соблюдены, швы нарезаны правильно, по целостности плит ничто не угрожает долгое время.

Еще один способ профилактики и ремонта бетонных дорог укладка слоя износа. На бетон наносят асфальт, который обеспечивает сцепление колес с покрытием, и продлевает срок службы самой магистрали в несколько раз. Кроме того, ремонт асфальтобетонного покрытия гораздо дешевле.

При появлении трещин необходимо принимать меры по их устранению. Для заделки небольших нарушений используют специальные шпатлевки, для ремонта более глубоких повреждений – раствор бетона. Во всех случаях трещину расчищают и увлажняют перед введением заполнителя.

При возникновении разлома придется снимать весь участок полотна. Причиной таких деформаций является недостаточное уплотнение грунтового основания или насыпи.

Марки бетона и их применение в строительстве

Марка и класс бетона – это главные показатели, характеризующие его прочность. От них зависит область применения данного типа бетона в строительстве. Наша компания в Ростове-на-Дону производит и продает бетон для любых строительных целей.

По плотности среди бетонов можно выделить особо легкие, легкие, облегченные, тяжелые и особо тяжелые, в зависимости от используемого заполнителя. Легкие бетоны с пористым наполнением применяют как связующий материал и для возведения отдельных несущих конструкций. Тяжелые высокопрочные бетоны используются при возведении всех объектов, подверженных большим нагрузкам – автомагистралей, фундаментов, гидросооружений.

Бетон M-150 (класс прочности B12,5) необходим исключительно в подготовительных строительных работах, так как данная марка не выдерживает большие нагрузки. Максимальная прочность на сжатие – 164 кг/см2. Такой тип бетона используют:

• при строительстве небольших площадок под автомобиль;
• в качестве фундамента ограды, пристройки к дому или беседки;
• на конечном этапе подготовки металлоконструкций перед проведением заливки;
• при строительстве дорог в качестве основания перед установкой бордюра;
• при обустройстве дорожек для пешеходов;
• при заливке ленточных монолитных фундаментов;
• для выполнения стяжки бетонного пола.

Бетон M-200 (класс прочности B15) – один из самых востребованных видов материала, решающий большое количество строительных задач. Он обладает прочностью на сжатие 196 кг/см2 и используется для изготовления дорожных плит и фундаментных блоков. Кроме того, его применяют:

• при установке поребриков;
• в качестве стяжки для полов;
• как фундамент для заборов, террас и опорных стен;
• для заливки различных фундаментов – ленточных, плитных, столбчатых;
• для устройства межкомнатных перегородок;
• при строительстве площадок под автомобиль.

Бетон M250 (класс прочности B20) применяется в заводском производстве: из него делают парапетные и козырьковые плиты, ступени и лестничные площадки. Он имеет прочность на сжатие 262 кг/см2 и в строительстве используется:

• для заливки фундамента;
• при изготовлении бетонных лестниц;
• для устройства целостных площадок – перекрытий и полов;
• как фундамент для подпорных стен, ограждений и беседок.

Бетон M-300 (класс прочности B22,5) – основной тип материала для частного строительства. Он обладает прочностью на сжатие 295 кг/см2 и применяется:

• при устройстве монолитных фундаментов;
• для изготовления бетонных ступеней, отмосток и дорожек;
• для строительства колодцев и труб;
• для возведения сплошных перекрытий и стен;
• при строительстве дорог.

Бетон M-350 (класс прочности B25) наиболее часто применяют для заливки монолитных фундаментов. Он имеет прочность на сжатие 327 кг/см2 и также используется:

• для изготовления лестниц;
• при возведении несущих стен;
• для несущих конструкций – балок, мостовых опор, ригелей или колонн;
• при изготовлении аэродромных плит и дорожного покрытия.

Звоните +7 (863) 296-39-51 и наши менеджеры ответят на все Ваши вопросы.

Бетон или асфальт: какое дорожное покрытие лучше всего?

Автор Бретт Холлистер, ЧП

Бюджеты на строительство дорог ограничены, и выборные должностные лица должны стремиться получить максимальную отдачу от ограниченных долларов на строительство и содержание. В отличие от домовладельцев, планирующих построить новую подъездную дорогу, муниципалитеты могут рассчитывать на многие километры поверхности, которые должны безопасно принимать сотни автомобилей в день. Итак, что является лучшим вложением: асфальт или бетон?

Об эксперте:

Бретт Холлистер — менеджер транспортного проекта в офисе Эйрса в Eau Claire.Он принимал участие в проектах всех уровней — от начального до окончательного проектирования и до завершенного строительства. Бретт работает с клиентами, начиная от местных муниципалитетов и заканчивая государственными департаментами транспорта.

Когда бетон — лучший выбор проезжей части?

• Бетон лучше выдерживает большие нагрузки. Подумайте о движении тяжелых грузовиков по нашей межгосударственной системе, и легко понять, почему государственные департаменты транспорта, как правило, используют бетон на межштатных автомагистралях.
• Бетон обычно требует меньше ремонта, что делает его хорошим выбором для городских улиц с интенсивным движением. Меньше обслуживания означает меньше перерывов в трафике и меньше требований к бюджету.
• Бетон можно штамповать и / или окрашивать для повышения безопасности на пешеходных переходах или для придания общей привлекательности обстановке.
• Бетонные дорожные покрытия служат дольше — до 25 лет по сравнению с 18 для асфальта. При правильном уходе обе поверхности могут прослужить до 40 лет, но бетон требует меньшего ухода.

Так почему бы просто не использовать бетон?

• Бетон дороже асфальта, и первоначальная стоимость может быть больше, чем может оправдать местный бюджет.
• Бетон может быть более шумным: во время строительства поверхность становится шероховатой, чтобы обеспечить хорошее сцепление шины с дорогой. Со временем бетонные плиты сдвигаются или слегка оседают, производя ритмичный звук, который многих автомобилистов раздражает.
• На бетоне могут образовываться ямки в областях с циклами замораживания-оттаивания, особенно если местный заполнитель, который входит в бетонную смесь, имеет высокое содержание кремня.Черт — это камень, который имеет свойство собирать влагу. Во время циклов замораживания-оттаивания сланец расширяется и выскакивает из дорожного покрытия, оставляя дыры, которые со временем только усугубляются.
• Бетон — когда он новый — может быть поврежден солью, используемой для уменьшения обледенения дороги. Некоторые агентства выбирают бессолевой подход в течение первых одной или двух зим. Это вызывает беспокойство в районах, где часто встречается обледенение.
• Бетон может быть дороже и сложнее ремонтировать. Вместо того, чтобы заделывать проблемный участок, рабочие обычно должны удалить плиту проезжей части и заменить ее новым бетонным материалом.То же самое и в случае, если под проезжей частью дороги есть инженерные коммуникации, которые нуждаются в замене или ремонте. Удаление дорожного покрытия и установка нового материала сложнее и дороже, чем такие же работы на асфальтированном проезжей части.

Когда асфальт — лучший выбор проезжей части?

• Асфальт дешевле в установке, за исключением периодов скачков цен на нефть, в течение которых стоимость двух типов дорожного покрытия сопоставима.
• Асфальт проще ремонтировать; в большинстве округов, поселков и небольших населенных пунктов будет оборудование, необходимое для заделки дыр в асфальтовых покрытиях.
• Асфальт легче, быстрее и дешевле снимать и заменять, чтобы получить доступ к инженерным коммуникациям под проезжей частью.
• Асфальтовое покрытие дает преимущества на участках со снегом. Тротуар нагревается, когда солнечный свет попадает на вспаханную дорогу, тающий снег, оставленный плугами. Асфальтовые дороги также лучше переносят соль, чем новые бетонные покрытия.
• Асфальт обеспечивает лучшую тягу и сопротивление скольжению для транспортных средств.

Так почему бы просто не пойти с асфальтом?

• Асфальт склонен к разрыву и образованию колей на участках проезжей части с большими поворотами и точками остановки.
• Асфальт может потрескаться при сильном морозе и поехать в колею при сильной жаре, если в асфальтобетонную смесь использовать неподходящее масло. В результате получилось дорожное покрытие, которое обязательно вызовет жалобы автомобилистов.
• У асфальта более низкий ожидаемый срок службы, чем у бетона — около 18 лет по сравнению с 25 бетонными покрытиями. Хотя обе поверхности могут прослужить до 40 лет, асфальт потребует большего ухода.

Первоначальная стоимость установки, стоимость обслуживания и возможной замены, расположение подземных коммуникаций, тип и объем движения — все эти факторы и многое другое следует учитывать при выборе бетона и асфальта для дорожных проектов.

Если у вас есть вопросы о выборе бетона или асфальта, свяжитесь с Бреттом Холлистером или одним из других наших экспертов по транспортировке.

Основы строительства бетонных покрытий | Журнал Concrete Construction

Сегодняшние бетонные покрытия строятся более гладкими, чем когда-либо прежде, обеспечивая отличную поверхность для катания, сохраняя при этом хорошую текстуру поверхности и сопротивление скольжению. А появление брусчатки и обрезки без ниток упростило строительство благодаря лазерным или оптическим системам наведения.Бетонные смеси с хорошей сортировкой показали отличные свойства как в свежем состоянии, что способствует конструктивности, так и в затвердевшем состоянии, что повышает долговечность и эксплуатационные характеристики.

Но, несмотря на все технологические достижения, понимание основ остается критически важным. Стив Ваалкес, управляющий директор технических услуг Американской ассоциации бетонных покрытий (ACPA), поговорил с нами и предоставил грунтовку для базового строительства бетонных покрытий фиксированной формы, таких как проезды, тротуары и городские улицы.

Подготовка земляного полотна

Качественное бетонное покрытие начинается с соответствующей подготовки существующей поверхности почвы. Грунт должен быть должным образом утрамбован и рассчитан на высоту, соответствующую проекту. В зависимости от различных факторов может потребоваться укладывать слой основного материала поверх земляного полотна.

Для укладки фиксированной формы можно использовать трубчатый ролик, линейку и поплавок для зачистки и отделки бетонной поверхности.

«Тип грунта земляного полотна действительно влияет на конструкцию дорожного покрытия», — говорит Ваалкес.«Это также определяет, собираетесь ли вы положить основной материал, чтобы смягчить плиту. Некоторые глины очень чувствительны к изменениям влажности, расширяются при намокании и сжимаются при высыхании. Если у вас есть слой материала между дорожным покрытием и глиняным земляным полотном, это поможет минимизировать этот эффект ».

В качестве основного материала может быть добавлен любой тип градуированного камня, например, округлый речной гравий, добытый камень, щебень или любой материал, который может достичь надлежащей плотности с минимально возможным количеством пустот при уплотнении.Часто этот материал состоит из всего, что есть в наличии. Он не должен быть особенно плотным; он просто должен быть стабильным. «Большинство спецификаций требует приблизительно 95% максимальной плотности материала при заданном содержании воды», — говорит Ваалкес. «Когда все сказано и сделано, этот материал должен обладать достаточной устойчивостью, чтобы выдерживать строительное движение, которое будет проезжать по нему до того, как будет закончено покрытие. Если это так, то тоже будет хорошо, когда он будет под бетоном ».

Некоторые подрядчики обрабатывают мягкие участки в материале земляного полотна, добавляя негашеную известь (гашеную известь) или летучую золу в материал, чтобы высушить его или связать вместе.Эти два вещества не только сушат мягкие и грязные пятна, но и действуют как вяжущее, подобно цементу или асфальту, стабилизируя почву.

Правильная подготовка и уплотнение грунта необходимы для достижения стабильности.

Обеспечение использования качественного бетона

Бетон для тротуаров должен быть спроектирован таким образом, чтобы достичь прочности на сжатие 4000 фунтов на квадратный дюйм через 28 дней. Но еще более важная характеристика качественного бетона — долговечность. Он должен выдерживать все виды дорожного движения, влажную и сухую погоду, а также циклы замораживания / оттаивания, если они являются решающим фактором.Вещи, которые способствуют долговечности, включают качественные заполнители, хорошо отсортированную смесь (для низкой проницаемости), соответствующую прочность и надлежащее воздухововлечение (хорошо диспергированное и обычно около 6%).

Воздухововлечение защищает бетон при замерзании. Эти крошечные пузырьки в бетонной смеси служат воздушными клапанами при замерзании. Воздухововлечение в незамерзающих зонах, таких как Флорида-Кис, также делает бетон более пригодным для обработки. «Вовлеченный воздух действует как маленькие шарикоподшипники, когда бетон обрабатывается свежим, прежде чем он затвердеет», — говорит Ваалкес.«Бетон, естественно, будет содержать пузырьки воздуха, но если их контролировать, это может облегчить работу, а также противодействовать проблемам замерзания / оттаивания. Важно помнить, что бетон на протяжении всей своей жизни содержит воду. Сами по себе пузырьки воздуха не заполняются водой. Вода находится в другом месте микроструктуры бетона. Во время замораживания пузырьки воздуха являются важным буфером, потому что объем льда на 9% больше, чем у воды. Когда вода расширяется, пузырьки воздуха служат в бетоне миниатюрными «клапанами давления».Если их нет, бетон легко разобьется ».

Slump измеряет удобоукладываемость и текучесть бетона. Хорошая обрабатываемая смесь для дорожного покрытия для конструкций с фиксированной формой будет иметь осадку от 4 до 5 дюймов. Если осадка бетонной смеси слишком низкая, добавление воды не является решением проблемы. «Проблема, с которой сталкиваются некоторые инженеры, инспекторы или владельцы, заключается в том, что они думают, что настоящие смеси с высокой оседлостью были получены с добавлением дополнительной воды, но это не всегда так.Добавлять воду не нужно. Могут быть добавлены химические вещества, чтобы сделать смесь более работоспособной, не влияя на прочность бетона или вызывая все негативные аспекты, возникающие в результате добавления воды ».

Если осадка слишком низкая, а смесь слишком густая, Ваалкес советует добавить водоудерживающую добавку, которая увеличит осадку без использования воды. Добавление воды увеличит водоцементное соотношение, которое должно быть 0,45 или ниже. «Эта цифра — хорошая цель, к которой стоит стремиться.Вы не хотите быть намного выше этого », — говорит Ваалкес. Более высокое водоцементное соотношение снижает долговечность бетона.

Структура поверхности цементно-бетонного покрытия: обзор

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И КОМПОЗИТЫ КЕРАМИЧЕСКОЙ МАТРИЦЫ | Текстура поверхности цементобетонного покрытия: обзор CONG Zhuohong 1 , CHEN Hengda 1 , ZHENG Nanxiang 2 , ZHOU Wanjun 1 1 Ключевая лаборатория технологий и оборудования дорожного строительства Министерства образования, Университет Чанъань, Сиань 710064, Китай 2 Ключевая лаборатория дорожного строительства специального назначения Министерства образования, Университет Чанъань, Сиань 710064, Китай Abstract Китай — страна с самой длинной в мире длиной дорожного покрытия из портландцементного бетона (PCC).Покрытие PCC широко применяется в сельской местности и в туннелях дорог высокого класса. Текстуры поверхности покрытия PCC в длинном туннеле легко использовать как зеркало. Таким образом, его поверхностное трение быстро снижается, что приводит к большему количеству дорожно-транспортных происшествий. Текстуры поверхности дорожного покрытия PCC являются основными составляющими, обеспечивающими противоскольжение и производящие шум. Текстуры поверхности дорожного покрытия PCC в основном состоят из макротекстуры и микротекстуры. Макротекстура образована конструкцией, которая позволяет воде выходить из-под шин транспортного средства, чтобы предотвратить аквапланирование.Микротекстура — это мелкая шероховатость, создаваемая мелким заполнителем в бетонном растворе, обеспечивающая трение по поверхности в солнечные дни. По фактуре покрытия PCC по времени строительства можно классифицировать как свежий, так и затвердевший бетон. Текстуры для свежего бетона выполняются между укладкой и отверждением бетона. Эти формы включают протаскивание мешковины, поперечное расчесывание, поперечное или продольное протягивание. Поперечная тонировка — наиболее распространенная техника текстурирования, используемая государственными дорожными агентствами.Текстуры для затвердевшего бетона делают после формирования его прочности. Эти формы включают алмазную шлифовку, алмазную обработку канавок и бетонную поверхность нового поколения (NGCS). Они также доступны для восстановления поверхностного трения или снижения шума шины о дорожное покрытие на существующем покрытии PCC. Из-за прочности заполнителя и бетона алмазное шлифование имеет некоторые дефекты на участке. Бетонная поверхность следующего поколения — это самая последняя новая структура бетона, представленная за последние 20 лет. Он сочетает в себе методы алмазной шлифовки и обработки канавок, чтобы получить другую текстуру, которая будет более стабильной и долговечной. Основными проблемами бетона PCC являются шум от покрышек и износ текстуры. Встроенная интенсивность звука (OBSI) применяется для оценки шума текстур. Поперечная тонировка создает самый громкий шум из всех текстур. NGCS и обычная алмазная шлифовка (CDG) кажутся самыми тихими покрытиями. Открытый агрегат сам издает более громкий шум, но с комбинацией NGCS или CDG он может быть очень тихим. Метод ASTM E274 с заблокированным колесом используется для измерения трения. Потеря трения объясняется износом текстур.NGCS имеет стабильное трение из-за большей площади земли. Поперечная обработка канавок широко используется в Китае. На материке меньше исследований о текстурах PCC. Большинство из них ориентированы на конструктивные параметры поперечной обработки канавок. Для других форм текстур применений меньше. Для выставленного агрегата исследований больше, чем приложений. Алмазное шлифование пока находится в стадии исследований. Это первый раз, когда NGCS внедряется в Китае. В обзоре представлены результаты исследований текстур PCC.Были подчеркнуты типы, параметры конструкции, применение и проблема. Текстуры имеют большое влияние на шум и трение шины о дорожное покрытие. Новые текстуры, представленные в этой статье, могут служить ориентиром для будущего применения PCC с более низким уровнем шума и стабильным трением. Опубликовано: 27 апреля 2020 г. Фонд: Эта работа финансировалась Национальным фондом естественных наук Китая (NSFC) (51308061), фондами фундаментальных исследований для центральных университетов (300102258105) и провинциальным фондом естественных наук Шэньси (2019JM-218). ). Об авторе: : Чжуохун ​​Конг получила степень бакалавра, магистра и доктора философии. получил степень в области дорожного и железнодорожного машиностроения Чанъаньского университета в 2001, 2004 и 2007 годах соответственно. С 2008 года она работает в Чанъаньском университете. С 2015 по 2016 год она была приглашенным научным сотрудником в Калифорнийском университете в Дэвисе (UCD). Ее исследования были сосредоточены на материалах дорожного покрытия и их обслуживании. 1 Cong Z H, Wang S, Zheng N. X и др. China Journal of Highway and Transport, 2012,25 (4), 36 (на китайском языке). 丛 卓 红, 王 莎, 郑南翔, 等. 中国 公路 学报, 2012, 25 (4), 36. 2 Xu T, Huang X M, Zhao Y L. Журнал Технологического университета Ухань (Транспортные науки и инженерия) , 2011 г., 35 (1), 181 (на китайском языке). 许 涛, 黄晓明, 赵永利. 武汉 理工 大学 学报 (交通 科学 与 工程 Version), 2011, 35 (1), 181. 3 Хуан X М., Сюй Т., Цзэн Л. Журнал исследований и разработок автомобильных дорог и транспорта , 2008, 25 (8), 1 (на китайском языке). 黄晓明, 许 涛, 曾 磊. 公路 交通 科技, 2008,25 (8), 1. 4 Xu X Q, Wu C H, Li S Q и др. Журнал Технологического университета Ухань (Транспортные науки и инженерия) , 2016 (6), 1116 (на китайском языке). 许 新 权, 吴传海, 李善强, 等. 武汉 理工 大学 学报 (交通 科学 与 工程 Version), 2016 (6), 1116. 5 Xu X Q, Wu C H, Li S Q. Guangdong Highway Communications , 2016 (5), 1 (на китайском языке). 许 新 权, 吴传海, 李善强. 广东 公路 交通, 2016 (5), 1. 6 Ni H L, Dai Y H, Zhao Q X. Highway , 2010 (4), 126 (на китайском языке). 倪洪亮, 戴 忧 华, 赵庆鑫. 公路, 2010 (4), 126. 7 Чжань В, Лю Цюй, Шан И Ц. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition) , 2014,44 (1), 62 (на китайском языке). 詹 伟, 吕 庆, 尚 岳 全. 学 大学 学报 (工 学 Version), 2014,44 (1), 62. 8 ACI Committee 325. Materials Journal , 1988, 85 (3), 202. 9 PIARC. Отчет Технического комитета о характеристиках поверхности. 18-й Всемирный дорожный конгресс. Париж, 1987 год. 10 Fu Z, Li H. Highway , 2011 (1), 1 (на китайском языке). 付 智,. 公路, 2011 (1), 1. 11 Лю И, Тянь Б., Ню К. М. Журнал исследований и разработок автомобильных дорог и транспорта , 2012,29 (1), 28 (на китайском языке). 刘英, 田波, 牛 开 民. 公路 交通 科技, 2012,29 (1), 28. 12 Ларри Скофилд. Разработка текстур бетонных покрытий — прошлое и настоящее. 89-е ежегодное собрание Совета по транспортным исследованиям, Вашингтон, округ Колумбия, 2010 г. 13 Битон Дж. Л. Скользкие тротуары. Институт инженеров дорожного движения, 39-е ежегодное собрание. Лос-Анджелес, 1969, стр 9. 14 Алауддин Ахаммед М., Сьюзан Л. Тайге. Канадский журнал гражданского строительства , 2008 г., 35,727. 15 Международная ассоциация канавок и шлифовальных работ. Продольные канавки мостовых настилов , 2014. 16 JTG / T F30-2014 техническое руководство по строительству цементобетонных покрытий для шоссе , China Communications Press, Китай, 2014. 中华人民共和国 行业 推荐 性 标准 JTG / T F30-2014 公路 水泥 混凝土 路面 施工 技术 细则, 人民 交通 Version, 2014. 17 Лю Q Q, He S, Yao S. G и др. China Journal of Highway and Transport , 1996,9 (4), 1 (на китайском языке). 刘清泉, 和 松, 姚思国, 等. 中国 公路 学报, 1996,9 (4), 1. 18 Ли Б. Исследование функций поверхности бетонного покрытия с бороздками. Кандидат наук. Диссертация, Университет Чанъань, Китай, 2010 г. (на китайском языке). 李波. 刻 槽 混凝土 路面 表面 功能 研究. 博士学位 论文, 大学, 2010. 19 Куэммель Д. А., Зонтаг Р. С. и др. Шум и текстура на покрытиях PCC — результаты исследования в нескольких штатах. Мэдисон: Департамент транспорта Висконсина, 2000. 20 Кейт В. Андерсон, Джефф Ульмейер и др. Характеристики бетонных покрытий с продольной тонировкой, поперечной тонировкой и отделкой коврового покрытия. Олимпия: Департамент транспорта штата Вашингтон, 2012. 21 Техническая консультация T 5040.36. Текстура поверхности для асфальта и бетонных покрытий.Федеральное управление автомобильных дорог. Вашингтон, округ Колумбия, 2005 г. 22 Роджер М. Ларсон, Брэдли О. Хиббс. Шумовое покрытие и показатели безопасности. Федеральное управление автомобильных дорог. Вашингтон, округ Колумбия, 1995 год. 23 Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта. Руководство AASHTO по проектированию конструкций дорожного покрытия, 1993 г., Вашингтон, округ Колумбия, 1993 г. 24 Ричард Стабстад, Майкл Дартер и др. Эффективность алмазного шлифования бетонных покрытий в Калифорнии. Сакраменто, 2005. 25 Ларри Скофилд.Разработка и внедрение бетонных поверхностей нового поколения. Международная ассоциация канавок и шлифования / Американская ассоциация бетонных покрытий, 2017. 26 Георгий Воробьев. Шлифовка бетонных покрытий. Северный Сидней, 2016. 27 Ван П. Исследование технологии реконструкции текстуры поверхности существующего покрытия из портландцементного бетона. Магистерская работа, Университет Чанъань, Китай, 2010 г. (на китайском языке). 王鹏. 旧 水泥 路面 表面 纹理 改造 技术 研究. 硕士学位 论文, 长安 大学, 2010. 28 Чжоу В. Дж. Исследование метода и оценка восстановления текстуры цементного покрытия.Магистерская работа, Университет Чанъань, Китай, 2018 г. (на китайском языке). 周 晚 君. 水泥 路面 纹理 构造 恢复 方法 及 评价 研究. 硕士学位 论文, 长安 大学, 2018. 29 Тайлер Дэр, Уильям Торнтон, Таня Вульф и др. Акустические эффекты Purdue шлифования и обработки канавок на бетонных покрытиях из портландцемента. Институт безопасных, тихих и долговечных автомобильных дорог Университета Пердью / Американская ассоциация бетонных покрытий, 2012 г. 30 Ирвин М. Гуада, Араш Резаи, Джон Т. Харви и др. Оценка пилотных проектов шлифовки и бороздки (бетонная поверхность нового поколения) в Калифорнии.Исследовательский центр дорожных покрытий Калифорнийского университета, 2012 г. 31 Международная ассоциация канавок и шлифования. Строительство испытательного участка NGCS на новых и существующих дорогах, 2014 г. 32 Ларри Скофилд. Оценка тест-полосок MnROADS NGCS LITE. Американская ассоциация бетонных покрытий, 2011 г. 33 AASHTO TP 76-15-Стандартный метод испытаний для измерения шума шин от дорожного покрытия с использованием метода бортовой звуковой интенсивности (OBSI) . Американская ассоциация государственных служащих и должностных лиц автомобильного транспорта, Вашингтон, округ Колумбия.C, 2015. 34 Smith K L, Hall J W., Littleton P. ОТЧЕТ NCHRP 634: Текстурирование бетонных покрытий. Национальная совместная программа исследований автомобильных дорог 10-67. Вашингтон, округ Колумбия, 2009 г. 35 Холл Дж. У., Смит К. Л., Литтлтон П. Текстурирование бетонных покрытий. Приложения A-F к окончательному отчету. Национальная совместная программа исследований автомобильных дорог 10-67. Вашингтон, округ Колумбия, 2008 г. 36 Ларри Скофилд. Чикаго I-355 Тестирование местоположений участков NCHRP 10-67. Американская ассоциация бетонных покрытий, 2010 г. 37 Ларри Скофилд.Канзас I-70 EB Оценка текстуры поверхности OBSI. Международная ассоциация канавок и шлифования, 2012 г. 38 Ларри Скофилд. Сводный отчет OBSI за 2015 год. Международная ассоциация канавок и шлифования, 2015 г. 39 Ларри Скофилд. OBSI Testing of MnROADs I-94 WB Exposed Aggregate and Diamond Ground Test section. Международная ассоциация канавок и шлифования, 2012 г. 40 Лю Ю. М., Хан С., Тао З. Дж. И др. Journal of Chang’an University (Natural Science Edition) , 2012 (4), 16 (на китайском языке). 刘亚敏, 韩森, 陶志 金, 等. 学 大学 学报 (自然科学 Version), 2012 (4), 16. 41 Ли Б., Чжан З. В., Кан Г. В. и др. Journal of Traffic and Transportation Engineering , 2016,16 (1), 8 (на китайском языке). 李波, 张正伟, 康宏伟, 等. 交通 运输 工程 学报, 2016,16 (1), 8. 42 ASTM International. Стандартный метод испытаний сопротивления скольжению мощеных поверхностей с использованием полноразмерной шины. ASTM E274 / E274M-11, Ежегодная книга стандартов ASTM , Vol. 04.03, Вест Коншохокен, Пенсильвания, 2012. 43 Ларри Скофилд. Канзас I-70 EB Результаты испытаний на трение.Международная ассоциация канавок и шлифования, 2015 г. 44 Бернард I Изевбекхай, Джеймс Уайлд В. Инновационное шлифование алмазов на ячейках 7, 8, 9 и 37 MnROAD. Министерство транспорта Миннесоты, Манкато, 2010. 45 Хан С. Исследование цементно-бетонного покрытия с открытым заполнителем. Кандидат наук. Диссертация, Университет Чанъань, Китай, 2006 г. (на китайском языке). 韩森. 露 石 水泥 混凝土 路面 研究. 博士学位 论文, 学 大学, 2006. 46 Song Y C, Fu B F, Liang N. X. Журнал Чунцинского университета Цзяотун (естественные науки) , 2015 (6), 43 (на китайском языке). 宋永 朝, 付 波 飞, 梁乃兴. 重庆 交通 大学 学报 (大), 2015 (6), 43. 47 Хо М. Исследование ослабления функции сопротивления скольжению и метод оценки цементобетонного покрытия. Магистерская работа, Университет Чанъань, Китай, 2009 г. (на китайском языке). 霍明. 水泥 混凝土 路面 抗滑 功能 衰减 规律 及 评价 方法 研究. 硕士学位 论文, 大学, 2009. 48 Сяо П. Ф. Исследование свойств поверхности и долговечности текстуры поверхности цементобетонного покрытия. Магистерская работа, Университет Чанъань, Китай, 2011 г. 肖鹏飞. 水泥 混凝土 路面 表面 功能 及其 耐久性 评价 方法 研究. 硕士学位 论文, 大学, 2011.

Бетонные дороги

Дороги играют очень важную роль в инфраструктуре любой страны.Их строительство и обслуживание, а также транспортные средства, которые по ним проезжают, потребляют большое количество энергии. Такое использование энергии приводит к выбросам в атмосферу, сокращению использования невозобновляемых ресурсов и другим воздействиям на окружающую среду. Любое сокращение использования энергии в течение всего срока службы, связанного с дорожным движением, даже хотя бы на небольшой процент, будет иметь значительные положительные последствия для устойчивого развития.

Бетонные дороги долговечны и безопасны. Они значительно менее подвержены дефектам износа, таким как колейность, растрескивание, отслоение, потеря текстуры и выбоины, которые могут возникнуть на гибких поверхностях дорожного покрытия.Эти низкие требования к техническому обслуживанию — одно из основных преимуществ бетонных покрытий. Есть хорошо спроектированные бетонные покрытия, которые практически не нуждаются в техническом обслуживании намного дольше их 40-летнего расчетного срока службы. Меньше обслуживания также означает меньше задержек движения, огромное преимущество на некоторых из наших и без того перегруженных автомагистралей.

Расход топлива является важным фактором в экономике дорожного движения, при этом сопротивление качению дорожного покрытия является важным фактором расхода топлива и соответствующего образования CO2.Сопротивление качению можно отчасти объяснить недостаточной жесткостью дорожного покрытия. В случае тяжелонагруженного грузовика энергия расходуется на отклонение нежесткого покрытия и грунтового основания. Использование жесткого бетонного покрытия приведет к меньшему расходу топлива и уменьшению связанных выбросов. *

В Новой Зеландии бетонное покрытие, такое как Арахисовая кольцевая развязка возле порта Нейпир (пример из практики 6), в настоящее время ограничено участками, где требуются высокопрочные дорожные компоненты. Это в основном является результатом подхода к первоначальным затратам, а не к затратам на весь срок службы.Однако стоимость эксплуатации бетонных дорог ниже, чем у асфальтовых.

Еще одним преимуществом использования бетона по сравнению с альтернативными гибкими покрытиями является снижение потребности в уличном освещении из-за более высокой отражательной способности поверхности после наступления темноты. Лучшее отражение света на более яркой поверхности может потенциально привести к экономии электроэнергии примерно на 30% для ламп, фонарных столбов и вывесок. ** Однако наибольшую экономию от более высокой отражательной способности поверхности можно получить за счет сокращения аварий и связанных с этим потерь жизнь и серьезные травмы.

* Джеймисон, штат Нью-Джерси, и Сенек, П.Д. (1999). Влияние конструкции тротуара на расход топлива грузовых автомобилей. Варианты проведения симпозиума по тротуарам после тысячелетия. Нью-Плимут. Новозеландский институт дорожных технологий. 1999.

** Янг, С. Тернбулл, С. и Рассел, А. (2002). Что LCA может рассказать нам о цементной промышленности? Независимое исследование, проведенное по заказу WBCSD.

Основания и основания для бетонных покрытий

Из материалов конференции по транспорту GAP 2019: : В «Проектировании и строительстве оснований и оснований для бетонных покрытий», Шринат Рао, Хешам Абдуалла и Томас Ю, П.E. используйте сочетание данных и тематических исследований, чтобы показать влияние, которое основание / подоснование оказывает на увеличение или уменьшение общих характеристик бетонного покрытия. Тематические исследования, включенные в этот документ, подтверждают существенное влияние дренажа на структурные и функциональные характеристики бетонных покрытий. Хорошо спроектированные и построенные дренажные системы имеют решающее значение для долговременной эксплуатации дорожного покрытия, особенно в районах, где высока вероятность повреждения из-за влаги.

1. ИСТОРИЯ ВОПРОСА

Базовый слой — это слой конструкции дорожного покрытия непосредственно под слоем покрытия.Обычно он состоит из высококачественного заполнителя, такого как щебень, щебень или песок, который обеспечивает равномерную опору фундамента и подходящую рабочую платформу для строительного оборудования. Основание может состоять из несвязанных материалов, таких как гравий или щебень, или стабилизированных материалов, таких как материалы, обработанные асфальтом, цементом или известью. Основание основания обычно представляет собой гранулированный заем, который размещается между основанием и земляным полотном. Он может быть выполнен в виде обработанного или необработанного слоя.Необработанные или несвязанные слои основания из заполнителя имеют те же характеристики, что и земляное полотно в конструкции дорожного покрытия. Требования к качеству материала по прочности, пластичности и градации для основания не такие строгие, как для основания. Основание должно быть более высокого качества, чем земляное полотно, основание часто опускается, если грунтовые основания высокого качества. В зависимости от условий площадки также могут проводиться улучшения земляного полотна. Однако роль различных базовых и суббазовых уровней и обоснование использования различных базовых типов и слоев недостаточно хорошо задокументированы, поскольку многие агентства определяют стандартные или типовые базовые и суббазовые уровни на основе исторических показателей и своего собственного опыта.Например, неясно, где и почему следует использовать обработанную основу или почему один тип обработанной основы предпочтительнее другого.

Инженеры по дорожным покрытиям в целом согласны с тем, что слои фундамента выполняют важные функции, в том числе обеспечивают равномерную опору, контроль откачки и эрозии, защиту от морозного пучения и уменьшение повреждений материалов дорожного покрытия, связанных с влажностью. Основываясь исключительно на структурном анализе, преимущества несвязанного агрегатного основания не могут быть продемонстрированы, поскольку структурные модели, используемые в механистически-эмпирическом (МЕ) проектировании дорожного покрытия, не показывают значительного влияния слоев фундамента на его характеристики.Со структурной точки зрения наиболее эффективным средством обеспечения надлежащей структуры является обеспечение достаточной толщины поверхности из бетона или асфальта. Однако опыт показывает, что бетонные покрытия, расположенные непосредственно на земляном полотне, не работают на большинстве участков из-за перекачки и миграции мелких частиц, что приводит к изменчивости опоры фундамента. Таким образом, должно быть ясно, что слои фундамента выполняют иную функцию, чем поверхностный слой, который является основным структурным компонентом, способным противостоять приложенным нагрузкам.Однако при оценке преимуществ слоев фундамента часто предпринимаются попытки количественно оценить преимущества только с точки зрения структурного эффекта.

СВЯЗАННЫЙ: Расчет оптимального содержания асфальта в асфальтобетонных основаниях

В конечном счете, преимущества, обеспечиваемые слоями фундамента, могут быть связаны со структурными и функциональными характеристиками; однако преимущества в большей степени заключаются в предотвращении плохих событий, которые могут привести к локальным или прогрессирующим сбоям и повышенной шероховатости.Относительно простые идеализированные структурные модели, используемые в проектах ME, не предназначены для рассмотрения сложных механизмов, участвующих в отказах, возникающих в результате проблем земляного полотна и фундамента. Это не означает, что текущие конструкторские модели ME несовершенны; Для процедур проектирования было бы непрактично и непрактично моделировать сложные механизмы разрушения, связанные с проблемами фундамента. Для целей проектирования покрытия качественного понимания механизма разрушения и защиты от этих повреждений достаточно для разработки эффективных конструкций слоев покрытия, которые позволяют избежать проблем с фундаментом.Не разрушающийся со временем тротуарный фундамент заменять не нужно. Постоянный фундамент имеет очевидные преимущества с точки зрения воздействия на окружающую среду, а также может иметь значительные экономические преимущества. В перегруженных районах отсутствие необходимости замены фундамента может быть очень полезным для ускорения восстановления и реконструкции дорожного покрытия.

2. ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ В ЖЕСТКИХ ТРЕБОВАНИЯХ

Фундамент дорожного покрытия в жестком покрытии оказывает менее заметное влияние на несущую способность конструкции, и основная функция слоев фундамента — обеспечивать равномерную опору для бетонных плит.Равномерный и качественный опорный слой улучшает характеристики жесткого покрытия больше, чем более прочная и неоднородная опора (ACPA 2007, Hein et al. 2017). Фундамент с жестким покрытием выполняет следующие функции:

• Обеспечьте равномерную поддержку слоя PCC с соответствующей жесткостью.
• Предложите стабильную строительную платформу.
• Предотвратить потерю опоры плиты из-за эрозии и перекачки.
• Обеспечивает устойчивость к морозному пучению и расширению почвы.
• Отделить земляное полотно от основного конструктивного элемента.
• Улучшение дренажа и предотвращение повреждений, связанных с влажностью.
• Обеспечивает постепенный вертикальный переход модулей слоев (жесткости) от плиты к земляному полотну.

Если основные функции фундамента с жестким покрытием не будут должным образом учтены в процессе проектирования или он не построен должным образом, система покрытия может не достичь желаемых характеристик. Кроме того, неправильное использование слоя фундамента под жестким покрытием может привести к преждевременным выходам из строя.Например, тип и толщина основания и подосновы должны выбираться в зависимости от конкретных условий площадки. Чаще всего тип базы и суббазы выбирается на основе множества факторов, таких как политика агентства, стоимость и доступность материалов, а также прошлый опыт. Учитывая эти условия, тип и толщину основания следует выбирать в соответствии с потребностями (например, дренаж, защита от морозного пучения, защита от набухания и нестабильности грунта) строительной площадки.

3.КАЧЕСТВЕННОЕ ОПИСАНИЕ ФУНДАМЕНТА

3.1 Как работают жесткие покрытия

Плиты

PCC имеют модуль упругости на порядок выше, чем у асфальтобетона. Типичная прочность на изгиб составляет около 700 фунтов на квадратный дюйм, а модуль упругости — около 5 миллионов фунтов на квадратный дюйм. Следовательно, в отличие от гибких конструкций дорожного покрытия, которые постепенно передают нагрузку от колес на нижние слои (см. Рисунок 1), транспортная нагрузка, прикладываемая к жестким конструкциям дорожного покрытия, в первую очередь распределяется бетонными плитами по более широкой площади, прежде чем она передается нижним слоям. плиты (Hein et al.2017). По существу, реакции покрытия, индуцированные в слое под бетонными плитами, включая напряжения (т.е. давление) и деформации, а также прогибы, относительно меньше.

Рисунок 1. Распределение нагрузки в гибком покрытии Рисунок 2. Распределение нагрузки в жестком покрытии

Предыдущие исследования показали, что вызванное нагрузкой сжимающее напряжение на верхней части земляного полотна в жестком покрытии значительно ниже, чем его несущая способность. Например, нагрузка на шину 12000 фунтов при контактном напряжении 100 фунтов на квадратный дюйм, приложенном к типичной жесткой конструкции дорожного покрытия, вызывает сжимающее напряжение около 7 фунтов на квадратный дюйм для угловой нагрузки.В этом случае индуцированное напряжение на поверхности земляного полотна снижается до 3 фунтов на квадратный дюйм для внутренней нагрузки. Такие наблюдения подтверждают, что бетонные покрытия получают желаемую конструктивную способность от бетонных плит и, следовательно, однородность и стабильность опорных слоев в жестких покрытиях более важны, чем их жесткость и прочность (ACPA 2007).

3.2 Механизмы отказа

Назначение равномерной опоры для бетонного покрытия — обеспечить его срок службы и равномерно распределять нагрузки по фундаменту на протяжении всего срока службы.Равномерная опора может быть достигнута за счет уменьшения влияния трех ключевых факторов: морозного пучения, перекачки мелкозернистых грунтов и изменения объема грунта. Другие факторы, ответственные за неравномерную опору, включают изменчивость уплотнения, выемки / насыпи и переходов, а также неэффективную дренажную систему. В таблице 1 приведены причины и последствия неоднородной опоры для характеристик бетонного покрытия и рекомендуемые практические решения для устранения такой проблемы (Hein et al.2017, ACPA 2007, ACPA 1995, Christopher et al.2006, Snethen et al. 1977).

Таблица 1. Механизмы разрушения и рекомендуемые решения для получения однородной опоры

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ И ПУНКТОВ ДЛЯ БЕТОННОГО ДВУХСТОРОННЕГО ПОКРЫТИЯ

Выбор типа основания и основания для данного проекта должен основываться на (1) функции слоя основания / основания со структурой дорожного покрытия, (2) улучшении краткосрочных и долгосрочных характеристик, (3) рентабельности подход и (4) местный опыт (Hall et al. 2005). Модуль реакции земляного полотна (известный как значение k) обычно используется для количественной оценки жесткости (прочности) жесткой опоры дорожного покрытия.Составной коэффициент k является представителем жесткости основания дорожного покрытия, состоящего из основания и подосновы. Значение k определяется испытанием пластины под нагрузкой в ​​соответствии с AASHTO T122 и ASTM D1196. Жесткость опоры дорожного покрытия можно увеличить, поместив основание и слой основания поверх земляного полотна. Однако не рекомендуется увеличивать прочность (или жесткость) опоры для уменьшения толщины PCC, для ускорения процесса строительства или в качестве альтернативы для повышения долговечности основания. Увеличение значения k в пределах обычного диапазона не оказывает существенного влияния на требуемую толщину бетонной плиты (ACPA 2007).

Агрегатная основа и субстрат с 15% или более мелкими частицами (т.е. проходящая через сито № 200) очень подвержены перекачиванию. Использование не подверженных эрозии или обработанных материалов основания и основания может контролировать и предотвращать перекачку. При использовании несвязанных гранулированных материалов необходимо соблюдать требования AASHTO M155, озаглавленные «Стандартные технические условия на гранулированный материал для контроля перекачки под бетонное покрытие» (AASHTO 2004). В целом, чем выше интенсивность движения тяжелых грузовиков, тем лучше следует выбирать материалы с более низким содержанием мелких частиц и меньшей пластичностью.

Более жесткие основания не обязательно являются лучшей опорой для жестких покрытий, поскольку они не соответствуют форме изогнутых плит PCC и могут привести к потере опоры, более высоким напряжениям скручивания и последующему растрескиванию. Следует отметить, что при более толстой бетонной плите, более высокой прочности бетона использование дюбелей и расширенных плит более экономично для существенного снижения потенциала растрескивания в бетонных плитах и ​​перекачивания материалов. Жесткая опора может вызвать растрескивание из-за более высоких напряжений, вызванных окружающей средой в плитах.Это может нанести вред относительно молодым бетонным плитам, что приведет к развитию случайных трещин. Рекомендуется, чтобы прочность на сжатие цементно-обработанных оснований и тощих бетонных оснований составляла от 300 до 800 фунтов на квадратный дюйм и от 750 до 1200 фунтов на квадратный дюйм, соответственно (Hein et al.2017).

Стабилизированные основания, включая основания, обработанные цементом, и основания из тощего бетона, могут расширяться и сжиматься из-за колебаний влажности и температуры. Эти движения могут иногда вызывать напряжения, превышающие прочность свежеуложенного поверхностного ОКК (когда прочность свежеуложенного ОКК низкая, поскольку он гидратируется и набирает прочность), тем самым увеличивая возможность растрескивания в раннем возрасте в слое ОКК.Кроме того, шероховатая поверхность раздела плита-основание увеличивает силы трения на границе раздела из-за чрезмерного осевого ограничения объемной усадки, а также теплового расширения и сжатия (Hall et al. 2005). Чтобы уменьшить этот потенциальный риск, обычно между цементно-стабилизированным основанием и слоем ОКК имеется разделительный слой, снимающий сцепление (например, пластиковый лист). Однако несвязанное основание вносит меньший вклад в долговременные усталостные характеристики бетонного покрытия по сравнению с полностью сцепленным основанием, и это, возможно, необходимо учитывать в процессе проектирования дорожного покрытия, например, путем увеличения толщины слоя PCC.Это меньшая проблема для плотных, обработанных асфальтом оснований, которые являются достаточно гибкими и не расширяются и не сжимаются из-за тепловых эффектов в той же степени, что и цементно-стабилизированные основания.

Для создания дренируемых базовых слоев могут использоваться проницаемые гранулированные или стабилизированные основания с дренажной системой или свободно дренируемые основания. Проницаемые гранулированные слои следует использовать только там, где есть вероятность повреждения дорожного покрытия влажностью на дорогах со средним и большим движением грузовиков, и они должны быть надлежащим образом спроектированы и сооружены.Тем не менее, агентство-собственник должно иметь обязательство по регулярному осмотру и текущему обслуживанию краевых дренажных отверстий или открытой (освещенной дневным светом) области дренажного слоя заполнителя. Основание с открытой структурой требует подходящего разделительного слоя под ним, чтобы предотвратить попадание мелких частиц земляного полотна в основание и их засорение. Это может быть основание из необработанного заполнителя с надлежащей сортировкой, подходящая геотекстильная ткань или слой грунта земляного полотна, обработанный достаточным количеством извести или цемента для достижения хорошей долгосрочной стабильности и сопротивления эрозии.Стабилизированные дренажные слои открытого типа содержат очень мало заполнителя, проходящего через сито № 200. Содержание асфальтобетона обычно составляет от 1,6 до 1,8 процента по массе заполнителей. Обработанные цементом слои открытого градиентного дренажа обычно производятся с отношением воды к цементу 0,37 и содержанием цемента от 185 до 220 фунтов / ярд3 (Hein et al., 2017). Проницаемые основания должны быть достаточно прочными, чтобы противостоять движению строительных материалов и мощению без деформации (Hall et al. 2005). Рекомендуемые значения проницаемости находятся в диапазоне от 500 до 800 футов / день с учетом стабильности оснований (Hein et al.2017).

Для отвода воды, просачивающейся с поверхности, в слои основания, особенно в ситуациях, когда условия влажности не очень жесткие, рекомендуется использовать «освещенный» слой основания, который открыт на открытом воздухе по краю дорожного покрытия. Дневное освещение позволяет воде медленно стекать из конструкции дорожного покрытия без использования краевых водостоков. Освещенные основания хорошо подходят для проезжей части с ровным уклоном (1 процент и менее) и неглубоких канав, где трудно вывести дренажные трубы на достаточную высоту над канавой.Тем не менее, он требует тщательной конструкции и периодического обслуживания, чтобы не допускать засорения обнаженной кромки почвы, растительности и мусора. Типичные мероприятия по техническому обслуживанию включают прополку и удаление мусора вручную. Дно открытого края освещенного основания должно быть не менее чем на 6 дюймов выше линии 10-летнего ливневого потока канавы, чтобы вода не попадала в освещенное основание во время или после сильного дождя. Дневное освещение основных слоев более «щадящее», чем использование краевых водостоков.В случае краевых водоотводов существует вероятность захвата воды в слоях дорожного покрытия, вызывая эффект «ванны» и приводя к значительно большему ущербу, если они забиваются из-за несоблюдения регулярного технического обслуживания или неправильной установки. Однако при правильном уходе краевые стоки эффективны и эффективно отводят воду из системы дорожного покрытия, особенно в районах с высоким уровнем грунтовых вод и срезанными участками.

5. ПРИМЕРЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ВЛИЯНИЯ ОСНОВАНИЙ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВУХСТОРОННЕЙ ПЛОЩАДКИ

5.1 U.S. 460 Bypass, округ Аппоматтокс, штат Вирджиния,

Проект расположен на объездной дороге США 460 в северной части округа Аппоматтокс, штат Вирджиния. Секция гладкого бетонного покрытия с шпонками (JPCP) длиной примерно 2,8 мили объездной дороги U.S 460 показала преждевременное разрушение в нескольких местах примерно через 5 лет (т. Е. В 1998 г.) после укладки. Инженеры и исследователи Департамента транспорта штата Вирджиния провели полевые и лабораторные исследования для выявления причин преждевременных отказов и оценки состояния участка дорожного покрытия (Hossain and Elfino 2005, Elfino and Hossain 2007).Проект расположен в условиях влажного и морозного климата, и среднесуточная посещаемость (ADT) в 2003 году составляла 13 000 человек, из которых 10% составляли грузовые перевозки.

5.1.1 Устройство и конструкция

Байпас US 460 был спроектирован так, чтобы выдерживать эквивалент 8 миллионов нагрузок на одну ось (ESAL) с расчетным сроком службы 30 лет. Для этого участка использовался следующий дизайн:

• 9,0-дюймовая плита из JPCP с дюбелями и шагом 15 футов.
• 4,0-дюймовый цементно-стабилизированный дренажный слой открытого типа (OGDL).
• 6,0-дюймовый цементно-обработанный грунт с использованием 10% гидравлического цемента по объему.
• Сращенный бетон от 9,0 до 6,0 дюймов с переменной глубиной, без привязных выступов.
• 4,0-дюймовые агрегатные базовые материалы для плеча (VDOT тип 1, размер 21A).
• Трап краевой УД-4 в соответствии со стандартами дренажно-отводной трубы краевой.

Грунт земляного полотна был классифицирован как красная глина и ил А-7-5 с CBR 9.

5.1.2 Производительность

Визуальный осмотр был проведен для определения причины преждевременного разрушения дорожного покрытия.Результаты исследования показали, что около 24% плит в восточном направлении были повреждены, по сравнению с 12% плит в западном направлении. На дорожном покрытии были обнаружены трещины в середине плиты, нарушенные герметичные соединения стыков, обрыв и накачка уступа полосы движения, а также трещины в стыках. Были проведены полевые и лабораторные исследования для определения причин повреждений дорожного покрытия. Общее наблюдение за лабораторными и полевыми исследованиями можно резюмировать следующим образом:

• Большая часть дренажного слоя была забита и заполнена красной почвой (см. Рис. 3а).
• Трещины распространяются через дренажный слой в образце керна трещины в середине плиты.
• Вода, скопившаяся под плитой, наблюдалась под поврежденными плитами во время отбора керна.
• OGDL не выходил за краевой дренаж на некоторых участках (см. Рисунок 3b).

Рис. 3. Замена плиты (2005 г.): (а) разрыв открытого дренажного слоя над краевым дренажем и (б) засоренный дренажный слой

5.1.3 Извлеченный урок / Резюме

• Плохая дренажная система и повышенное движение грузовиков могут существенно повлиять на характеристики дорожного покрытия.
• Если OGDL не будет продолжен до краевого дренажа, захваченная вода в дренажном слое будет просачиваться вертикально и вызовет увеличение влажности основания / основания и земляного полотна.
• Вода истирает цементное основание / основание грунта при повторяющихся тяжелых нагрузках, что приводит к локальной потере опоры, разрушению, что приводит к повреждению дорожного покрытия, в том числе к структурным и прочностным. Рис. 4.

Рис. 4. Повреждения покрытия (2018 г.): (а) растрескивание в середине плиты (структурное повреждение) и (б) разрушение стыка (нарушение прочности).

5.2 U.S. 63, Callaway County, Missouri

Наводнение реки Миссури значительно повредило тротуары, водопропускные трубы, мосты и т. Д. В Джефферсон-Сити, штат Миссури, что привело к закрытию дорог, задержке движения и экономическому ущербу для города. Дорога была полностью размыта из-за наводнения в 1993 году. Проект расположен на южном направлении US-63 в округе Каллавей, штат Миссури, через реку Миссури от Джефферсон-Сити, штат Миссури. Первоначальная конструкция дорожного покрытия секций US 63, идущих на юг, состояла из 9 дюймов совместного железобетонного покрытия (JRCP) с расстоянием между стыками 61 фут на 4 дюймах плотного отсортированного щебеночного основания.Исследователь и инженеры Министерства транспорта штата Миссури (MoDOT) провели всестороннее исследование с целью дальнейшего улучшения конструкции дорожного покрытия из 63 секций США с целью противодействия такой среде. Главный результат исследования привел к разработке новой стандартной спецификации для толстого, освещенного дневным светом скального основания, которое имеет способность отводить воду от конструкции дорожного покрытия и улучшать несущую способность конструкции дорожного покрытия.

СВЯЗАННЫЙ: Влияние наклонных обочин на отклик дорожного покрытия

5.2.1 Конструкция и конструкция

Новая конструкция секции US 63 состояла из 12 дюймов гладкого бетонного покрытия с шпонками (JPCP) с 15-футовым расстоянием между стыками на 24-дюймовом основании из дневной скальной породы и была построена в 1994 году. Это была первая реализация дневной скальной основы в Миссури. Основание 24 дюйма было выбрано для увеличения несущей способности конструкции, а также для улучшения дренажа во время сильных дождей или паводков. Уровень поднялся примерно на 6 футов из-за повреждений от наводнения.Освещенное скальное основание размещалось на вершине земляного полотна. Перед размещением 24-дюймового основания каменной наброски на верхней поверхности земляного полотна для эффективного удаления воды из конструкции дорожного покрытия был обеспечен поперечный уклон от среднего к внешнему откосу насыпи. Почвы земляного полотна на этом участке представлены грунтами А-6 и А-7-6.

5.2.2 Производительность

Визуальный осмотр разрезов US-63, проведенный в 2016 году, показал, что все разрезы находятся в отличном состоянии и отсутствуют признаки трещин или разломов (см. Рисунок 5a).В начале 2018 года была проведена вторая съемка, которая показала отличные условия, которые можно отнести к эффективности дневного скального основания (см. Рисунок 5b). Участок дорожного покрытия был построен в октябре 1994 года и показал очень хорошие результаты с минимальными трещинами, трещинами и шероховатостью. С момента постройки секции было проведено минимальное обслуживание, и все стыки выглядят превосходно. Секция пережила еще одно наводнение в 1995 году и поддерживалась в хорошем состоянии. Успех этого покрытия был приписан освещенному дневным светом двухфутовому каменному основанию и его превосходным дренажным характеристикам.После 24 лет относительно интенсивного движения секция US 63 все еще находится в идеальном структурном состоянии, и ремонт не проводился. Измерения IRI проводились с 2007 по 2017 год для проекта, и данные показывают стабильность шероховатости дорожного покрытия в течение 10 лет первоначального срока службы.

Рисунок 5. Характеристики дорожного покрытия US-63, округ Каллавей, штат Миссури: (а) производительность в 2016 г. и (б) производительность в 2018 г.

5.2.3 Усвоенный урок

• Стабильность и дренируемость основного материала важны для улучшения характеристик дорожного покрытия во время сильного дождя или наводнений.
• Первоначальное основание, рассыпчатая щебень плотностью 4 дюйма, было заполнено песком и относительно недренировано. Бетонное покрытие, построенное на плотном скальном основании, имеет высокий риск быть поврежденным во время наводнений из-за неэффективной дренированности основания.
• Использование толстого дневного скального основания значительно улучшило долговечные характеристики дорожного покрытия. 24-дюймовая освещенная каменная основа была эффективна для удаления воды из конструкции дорожного покрытия, что улучшило характеристики JPCP и устранило повреждения, связанные с влажностью.

5,3 США 23, округ Монро, Мичиган

В 1992 году Департамент транспорта штата Мичиган построил дорогу для испытаний агрегатов на южном направлении US-23 с основной целью изучения влияния морозостойкого грубого заполнителя на прочность бетона. Проект начинается к северу от развязки US-23 и US-223 и заканчивается на границе между Мичиганом и Огайо. Испытательная дорога была построена из бетонных смесей, включающих пять различных крупных заполнителей (группы от A до E) с разной степенью свойств замораживания-оттаивания.Типом крупного заполнителя для группы A был щебень из известняка 6AA, группы B — доменный шлак 6AA, группы C — натуральный гравий 6A, группы D — измельченный известняк из другого карьера, а группа E — природный гравий. Все остальные факторы конструкции бетонной смеси остались прежними. Среднегодовой дневной трафик (AADT) составлял около 20 000, из них 18% — коммерческий (Hansen et al. 2007, Quiroga 1992).

5.3.1 Проектирование и конструкция

Исходное покрытие было снято с существующего песчаного основания.Новая конструкция дорожного покрытия состояла из 10,5-дюймового соединенного железобетонного покрытия (JRCP) с расстоянием между стыками 27 футов, на 4-дюймовом проницаемом асфальтовом основании (ATPB) на 3-дюймовом слое сепаратора гравия. Половина каждой из пяти тестовых секций была построена на исходном грунтовом основании с плохим дренированием, а другая половина построена на хорошо дренирующем проницаемом песчаном грунте для оценки влияния слоя основания на характеристики бетона. Существующий материал основания имел гораздо более тонкую смесь по сравнению с новым основанием, что сильно влияло на дренажные свойства материалов.Существующее основание считалось непроницаемым, а новое основание очень дренируемым. Другая половина была построена на специально отобранном подоснове с хорошим дренажом, которая показала чрезвычайно высокие значения дренируемости в диапазоне от 198 до 288 футов / день, что значительно превышает требования спецификации 7,7 футов / день. Грунт земляного полотна под конструкцией дорожного покрытия состоит из влажной глины. Во время реконструкции были выполнены подрезы земляного полотна на участках с неустойчивым уклоном с последующей установкой 4.Нижний дренаж и засыпка 0 дюймов.

5.3.2 Производительность

Основной целью тестовой дороги было изучение влияния замораживания-оттаивания на характеристики дорожного покрытия. На всех участках JRCP не было обнаружено никаких повреждений, связанных с проблемами замораживания-оттаивания, таких как разрушение суставов или D-растрескивание. ATPB был основным фактором в предотвращении D-трещин наряду с хорошей системой воздушных пустот в бетоне. Были измерены прогибы средней панели, и были меньшие прогибы под хорошо дренирующим основанием по сравнению с существующим плохим основанием.Также наблюдалось ослабление стержня дюбеля, что способствовало более высоким прогибам и плохой передаче нагрузки. Спустя 23 года все секции работали хорошо, за исключением секции B. Секция B (т.е. тип заполнителя представляла собой доменный шлак) обнаружила значительные трещины в средней панели шириной полосы примерно в 75 процентах панелей проезжей части для грузовиков, за которыми следовали растрескивание трещин. После 19 лет эксплуатации произведен капитальный ремонт. В ходе отбора керна было замечено, что в единичном случае произошло небольшое ухудшение ATPB на краю трещины, что вызвало некоторые проблемы с эрозией на участке B.На всех стыках не наблюдалось откачивания, а трещина на стыке составляла менее 0,04 дюйма. В целом, проект показал очень хорошие результаты в отношении морозостойкости, долговечности, дренажа и повреждений. Характеристики замораживания-оттаивания были приписаны хорошо дренирующему слою ATPB, который предотвращает накопление воды на дне слоя PCC.

5.3.3 Извлеченные уроки

• Хорошо дренируемая конструкция основания / основания улучшила характеристики дорожного покрытия, а также устойчивость к замораживанию-оттаиванию.
• Более высокие прогибы средней панели наблюдались для «существующего» основания с плохим дренированием по сравнению с основанием с хорошим дренажем.
• ATPB имеет потенциал для отвода воды с дорожного покрытия, предотвращения его насыщения, что устраняет эффект повреждения от замерзания-оттаивания и повреждений, связанных с влажностью.

5,4 Онтарио, Канада

Министерство транспорта Онтарио (MTO) отвечает за управление 10 300 милями дорог с твердым покрытием, при этом жесткие тротуары составляют около 6% от общего количества.MTO Онтарио провел несколько судебно-медицинских расследований и собрал информацию от других дорожных агентств в Северной Америке, чтобы разработать спецификацию для трех типов слоев открытого градиентного дренажа (OGDL). Они разделили OGDL на три типа; (1) необработанный, (2) обработанный асфальтобетон и (3) обработанный портландцемент. Начиная с начала 1980-х годов, MTO построило серию испытательных участков для контроля работы дренажной системы и дорожного покрытия. Ключевые аспекты проектирования уровней OGDL включают:

• Проницаемость OGDL (для обеспечения отвода воды от проезжей части).
• Стабильность / прочность (для правильного размещения и уплотнения, а также для поддержки поверхности дорожного покрытия).
• Коллекторная система (убедитесь, что вода, попадающая на тротуар, будет отведена от проезжей части, и обеспечит долгосрочную работу системы — не засоряется).
• Защита OGDL (убедитесь, что OGDL и дренажная система не забиты мелким заполнителем и частицами почвы, снижающими проницаемость системы).

Основываясь на ключевых выводах исследования OGDL, MTO разработало новые спецификации, требующие размещения 4-дюймового слоя OGDL под бетонной плитой во всех новых конструкциях жестких покрытий (Marks et al.1992, Hajek et al. 1992 г., Брэдбери и Казмеровски 1993 г. и Казмеровски и др. 1999). Градация OGDL состоит из крупных агрегатов, удерживаемых на сите № 4. Поскольку необработанные заполнители не считались достаточно стабильными, чтобы поддерживать строительное движение без искажений, OGDL обрабатывают 1,8-процентным асфальтовым цементом. Кроме того, продольная дренажная система была модифицирована, чтобы быть интегрированной с OGDL, чтобы вода, попадающая в систему, как можно скорее покидала дорожное покрытие.OGDL следует выдвигать на 3 фута за край бетонного покрытия или мощеной обочины, если таковая имеется.

5.4.1 Проектирование и конструкция

В этом разделе демонстрируется проектирование и строительство шоссе с использованием трех типов басов OGDL. Шоссе 115 находится недалеко от города Перерборо. Участок шоссе 115 Pererborough общей протяженностью 10,20 мили был построен в 1991 году с тремя различными OGDL для оценки характеристик каждого типа. Первый участок (длиной 0,6 мили) состоял из 8 дюймов JPCP на 4 дюйма необработанного OGDL с увеличением процента прохождения No.4 для повышения устойчивости слоя на 4 дюймах основания из заполнителя, более 12 дюймов в основании из заполнителя. Вторая секция была аналогична первой, но с 4-дюймовым цементно-обработанным основанием (200 фунтов / ярд ³ ) вместо необработанного OGDL. Третий участок был аналогичен первому, но с основанием, обработанным асфальтовым цементом (1,8 процента), вместо необработанного OGDL. Агрегатная база 4.0 использовалась в качестве фильтрующего слоя между OGDL и земляным полотном. Продольный дренаж был размещен под обочиной, в 2 футах от края полосы движения.Отверстия диаметром 4 дюйма были размещены на расстоянии 330 футов от выемок на проезжей части. Обработанный цементом OGDL был помещен в бетонную скользящую опалубку, которая использовалась для укладки бетона, и, как сообщается, во время укладки проблем не было. Незначительные повреждения поверхности обработанного цементом OGDL наблюдались при укладке бетонного покрытия. OGDL, обработанный цементом, отверждался «орошением» водой каждые 2 часа в течение 8 часов. Обработанный асфальтом OGDL был уложен с использованием асфальтоукладчика горячей смеси без каких-либо проблем с укладкой.Необработанный OGDL был размещен с помощью грузовиков и грейдера для достижения проектного профиля.

5.4.2 Производительность

Лабораторные испытания были проведены для оценки проницаемости трех OGDL. Результаты показали, что все три типа OGDL соответствовали исходным требованиям по проницаемости и стабильности. Необработанный OGDL смог нести строительный транспорт без каких-либо значительных повреждений. Испытания FWD, проведенные в 1992-1993 годах, показали, что прогиб OGDL, обработанного цементом, был на 17 процентов меньше, чем OGDL, обработанного асфальтом, и примерно на 28 процентов меньше, чем необработанного OGDL.В целом дорожное покрытие шоссе 115 имеет отличные характеристики. Было несколько вопросов, связанных со строительством в конце сезона, которые были задокументированы в этом контракте, в том числе; доставка бетона в холодную погоду, нестабильность земляного полотна при переходе от пропила к насыпи и преждевременное растрескивание из-за поздней распиловки поперечных швов.

В 2005 г. проводилась оценка покрытия для определения и определения приоритетности требований к восстановлению бетонного покрытия. Оценка включала в себя подробное обследование состояния поверхности покрытия, испытание дефлектометром падающего груза (FWD), испытание материалов земляного полотна и слоя дорожного покрытия, сканирование MIT для проверки выравнивания дюбелей, а также испытание радиолокационного обнаружения грунта (GPR) и испытательные ямы на обочине проезжей части. для проверки работы дренажной системы.Результаты исследования дорожного покрытия, завершенного в 2005 году, выявили 0,5 процента плит с трещинами (2 плиты) в восточном направлении от шоссе и 2,4 процента (50 плит) в западном направлении в возрасте 13 лет. К этому времени дорожное покрытие выдержало примерно 4,67 миллиона эквивалентных нагрузок на одну ось (ESAL). Эти плиты были заменены на строительном контракте в 2006 году. Большинство замен перекрытий приходилось на резку, чтобы заполнить переходные зоны. Кроме того, в 2011 году бетонное покрытие было подвергнуто алмазной шлифовке для обеспечения гладкости / трения, а затем нарезано канавками в 2014 году.По состоянию на 2017 год на тротуар было нанесено около 13,3 миллиона ESAL.

5.4.3 Извлеченные уроки

• Открытые дренажные слои и их дренажная система должны быть защищены от проникновения штрафов. Перемещение мелких частиц почвы, таких как илистая глина, за счет откачивающего действия повторяющейся нагрузки на ось может привести к преждевременному разрушению дорожного покрытия.
Слои
• OGDL должны быть отделены от земляного полотна с помощью зернистого слоя. Было обнаружено, что использование зернистых слоев более эффективно, чем использование геотекстиля.
• Непрерывность OGDL и системы дренажа для удаления воды с дорожного покрытия имеет решающее значение для предотвращения попадания воды в конструкцию дорожного покрытия.
• OGDL не следует оставлять без крышки на длительное время или на зиму.
• Обработанный асфальтом OGDL может быть легче завершен, когда слой остынет ниже температуры 150 ^o

6. РЕЗЮМЕ

Целью данной статьи было выявить и задокументировать полезную информацию, относящуюся к влиянию фундамента дорожного покрытия на характеристики бетонного покрытия.В функции фундамента дорожного покрытия входит предотвращение откачки, защита от воздействия мороза, дренаж, предотвращение изменения объема земляного полотна, повышенная несущая способность конструкции и устойчивая строительная платформа. Основная функция основания — предотвращать перекачивание, поэтому оно должно быть свободно дренируемым или иметь высокую устойчивость к эрозии. На основе данных / полевых исследований были обобщены различные тематические исследования влияния фундамента дорожного покрытия на характеристики бетона. Эти тематические исследования показывают влияние основания / основания в плане увеличения или уменьшения общих характеристик покрытия.Тематические исследования, включенные в этот документ, подтверждают существенное влияние дренажа на структурные и функциональные характеристики бетонных покрытий. Плохо спроектированные или построенные дренажные системы отрицательно сказываются на характеристиках дорожного покрытия, в то время как отвод воды через хорошо спроектированную и хорошо построенную дренажную систему имеет решающее значение для долговременной эксплуатации дорожного покрытия в областях, где высока вероятность повреждения влажностью.

ОБ АВТОРАХ

Шринат Рао и Хешам Абдуалла работают в Applied Research Associates, Inc .Томас Ю, П.Е., работает в Федеральном управлении автомобильных дорог (FHWA), которое выступило нефинансовым спонсором GAP 2019.

ССЫЛКИ

ААШТО М155-04. (2004). Стандартные технические условия на сыпучий материал для контроля закачки под бетонное покрытие . Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта, Вашингтон, округ Колумбия.

ААШТО М147-17. (2017). Стандартные технические условия на материалы для заполнителей и грунтов-заполнителей, основание, основание и поверхностные слои .Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта, Вашингтон, округ Колумбия.

ААШТО Т222-81. (2017). Стандартный метод испытаний грунтов и компонентов гибких дорожных покрытий на неповторяющуюся статическую нагрузку на плиты для использования при оценке и проектировании дорожных покрытий в аэропортах и ​​на автомагистралях . Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог и транспорта, Вашингтон, округ Колумбия.

ACPA. (1995). Основания и основания для бетонных покрытий. Технический бюллетень TB011P. Американская ассоциация бетонных покрытий.

ACPA. (2007). Основания и основания для бетонных покрытий . Технический бюллетень EB204P. Американская ассоциация бетонных покрытий.

ASTM D1196 / D1196M-12. (2016). Стандартный метод испытаний для неповторяющихся статических нагрузочных испытаний грунтов и компонентов гибких дорожных покрытий для использования при оценке и проектировании дорожных покрытий в аэропортах и ​​на автомагистралях . Книга стандартов, 04.03, ASTM International, West Conshohocken, PA.

Брэдбери, А., и Казмеровский, Т. (1993). Полевая оценка различных типов открытых дренажных слоев, Ежегодная конференция транспортной ассоциации Канады, Оттава, Онтарио.

Кристофер Б. Р., Шварц К. и Будро Р. (2006). Геотехнические аспекты дорожных покрытий , FHWA NHI-14-014. Федеральное управление шоссейных дорог, Вашингтон, округ Колумбия.

Эльфино, М. К., Хоссейн, М. С. (2007). «Подземный дренаж и преждевременные повреждения бетонного покрытия: пример из Вирджинии.” Отчет об исследованиях в области транспорта, № 2004 (1), стр. 141–149.

Hajek, J., Kazmierowski, T.J., Sturm, H., Bathurst, R.J., and Raymond, G.P. (1992). Полевые характеристики слоев открытого дренажа, Ежегодное собрание Совета по исследованиям в области транспорта, Вашингтон, округ Колумбия

Хайн, Д.К., Рао, С., Тайабджи, С., и Ли, Х. (2017). Основания и основания для бетонных покрытий , Отчет № FHWA-HIF-16-005, Федеральное управление автомобильных дорог, Вашингтон, округ Колумбия.

Холл, J.В., Маллела Дж. И Смит К. (2005). Стабилизированное и дренируемое основание для жесткого покрытия — Руководство по проектированию и строительству . Отчет № IPRF-01-G-002-021 (G). Фонд исследований инновационных покрытий, Программа технологий бетонных покрытий в аэропортах, Федеральное управление гражданской авиации.

Хоссейн, М.С., Эльфино, М.К. (2005). Судебно-медицинское исследование бетонного покрытия: U.S. 460, Appomattox Bypass . VTRC 06-R9. Совет по исследованиям транспорта Вирджинии, Шарлоттсвилль, Вирджиния.

Хансен, В., Стэнтон, Дж. Ф., и Беннет, А. (2017). US-23 Aggregate Test Road, долгосрочная оценка эффективности . Отчет № СПР-1652. Департамент транспорта штата Мичиган. Лансинг, штат Мичиган.

Kazmierowski, T.J., Marks, P. and Anderson, P., (1999). «Разработка методов укладки дренажного слоя открытого типа с цементной обработкой в ​​Онтарио», Transportation Research Record 1673, Paper No. 99-0410, Washington, D.C., 1999.

Marks, P., Hajek, J, Sturm, H, и Kazmierowski, T.Дж. (1992). Опыт Онтарио с дренажными слоями дорожного покрытия, Ежегодная конференция Транспортной ассоциации Канады, Квебек, Квебек.

Снетен, Д. Р., Джонсон, Л. Д., Патрик, Д. М. (1977). Оценка целесообразной методологии выявления потенциально обширных почв , Отчет № FHWA-RD-77-94. Федеральное управление шоссейных дорог, Вашингтон, округ Колумбия.

Кирога, Х. (1992). Общая долговечность и характеристики дорожных покрытий PCC .Материалы и технологии, инженерия и наука (MATES). № 70. Департамент транспорта штата Мичиган. Лансинг, штат Мичиган.

13 Дефекты и поломки дорожного покрытия, о которых следует знать!

Учитывая, что на восточном побережье за ​​последнюю неделю выпал весь снег и лед, я подумал, что сейчас самое подходящее время, чтобы взглянуть на некоторые очевидные причины, по которым асфальт подвергается неблагоприятному воздействию погоды и других условий. В конце концов, правильное определение проблем с дорожным покрытием и их причин лежит в основе нашего бизнеса.Ниже мы определили и изобразили 13 конкретных неисправностей / неисправностей, которые может определить любой подрядчик по укладке дорожного покрытия.

Раскалывание аллигатора

Растрескивание «аллигатор» — это структурное разрушение, связанное с нагрузкой. Неисправность может быть вызвана слабостью поверхности, основания или основания; слишком тонкая поверхность или основание; плохой дренаж или сочетание всех трех. Он часто начинается на пути колеса как продольное растрескивание и заканчивается треском «аллигатор» после серьезного повреждения.

ИСПРАВЛЕНИЕ

: Поскольку имеет место структурный сбой, единственное возможное решение проблемы аллигаторинга — это выполнить исправление на полную глубину.

Растрескивание блоков

Трещины в блоках выглядят примерно как большие соединенные между собой прямоугольники. Растрескивание блоков не связано с нагрузкой, но обычно вызвано усадкой асфальтового покрытия из-за неспособности асфальтового вяжущего расширяться и сжиматься при изменении температуры. Это может быть связано с тем, что смесь была перемешана и помещена слишком сухой; Смесь мелкого заполнителя с асфальтом с низким проникновением и абсорбирующими заполнителями; плохой выбор асфальтового вяжущего в конструкции смеси; или старение высохшего асфальта.

ИСПРАВЛЕНИЕ

: Менее серьезные трещины размером 1/2 дюйма или меньше могут быть заделаны, чтобы предотвратить попадание влаги в основание. Более серьезные трещины следует устранять, удалив растрескавшийся слой дорожного покрытия и заменив его накладкой.

Продольное (линейное) растрескивание

Продольные трещины — это трещины, параллельные осевой линии покрытия или направлению укладки. Это может быть результатом усталости покрытия, отражающего растрескивания и / или плохой конструкции швов.Стыки, как правило, являются наименее плотными участками дорожного покрытия.

ИСПРАВЛЕНИЕ

: Менее серьезные трещины размером 1/2 дюйма или меньше могут быть заделаны, чтобы предотвратить попадание влаги в основание. Более серьезные трещины следует устранять, удалив растрескавшийся слой дорожного покрытия и заменив его накладкой.

Поперечное растрескивание

Поперечные трещины — это одиночные трещины, перпендикулярные осевой линии покрытия или направлению укладки. Поперечные трещины могут быть вызваны отражающими трещинами от нижележащего слоя, суточными температурными циклами и плохой конструкцией из-за неправильной эксплуатации асфальтоукладчика.

ИСПРАВЛЕНИЕ

: Менее серьезные трещины размером 1/2 дюйма или меньше могут быть заделаны, чтобы предотвратить попадание влаги в основание. Более серьезные трещины следует устранять, удалив растрескавшийся слой дорожного покрытия и заменив его накладкой.

Краевые трещины

Край Трещины перемещаются по внутреннему краю поверхности дорожного покрытия в пределах одного или двух футов. Наиболее частой причиной этого типа трещин являются плохие условия дренажа и отсутствие опоры на краю дорожного покрытия.В результате основные материалы основы оседают и ослабляются. Густая растительность по краю тротуара и интенсивное движение транспорта также могут быть причиной растрескивания краев.

ИСПРАВЛЕНИЕ

: Первым шагом к исправлению проблемы является удаление любой существующей растительности вблизи края тротуара и устранение любых проблем с дренажем. Запечатайте трещины / заполните трещины, чтобы предотвратить дальнейшее разрушение, или удалите и реконструируйте на полную глубину, устраняя любые проблемы с опорой.

Трещины при совместном отражении

Это трещины в гибком покрытии жесткого покрытия (т.е., асфальт поверх бетона). Они возникают непосредственно над нижележащими стыками жесткого покрытия. Отражательное растрескивание в стыках не включает отражательные трещины, которые возникают вдали от нижележащего стыка или от любого другого типа основания (например, цемента или стабилизированной извести).

ИСПРАВЛЕНИЕ: Для менее серьезных трещин (менее 1/2 дюйма) заделка трещин предотвратит дальнейшее проникновение влаги в земляное полотно. Если трещины более серьезные, может потребоваться удаление растрескавшегося слоя дорожного покрытия с последующим наложением.

Трещины скольжения

Трещины проскальзывания — это трещины в форме полумесяца или разрывы в поверхностном слое (ах) асфальта, где новый материал скользит по лежащему под ним слою. Эта проблема вызвана отсутствием связи между слоями. Часто это происходит из-за того, что клейкое покрытие не использовалось для образования сцепления между слоями асфальта или из-за того, что не использовалось грунтовочное покрытие для приклеивания асфальта к лежащему под ним слою каменного основания. Отсутствие сцепления также может быть вызвано грязью, маслом или другими загрязнениями, препятствующими адгезии между слоями.

ИСПРАВЛЕНИЕ

: все области, демонстрирующие «растяжки», необходимо удалить, и потребуется заплатка частичной или полной глубины.

Отверстия для кастрюли

Небольшие углубления в форме чаши на поверхности дорожного покрытия, которые проникают через слой асфальта до основания. У них обычно есть острые края и вертикальные стороны около вершины отверстия. Ямы являются результатом проникновения влаги и, как правило, конечным результатом необработанного растрескивания аллигатора.По мере того, как растрескивание аллигатора становится серьезным, взаимосвязанные трещины образуют небольшие куски дорожного покрытия, которые можно смещать, когда по ним проезжают автомобили. Оставшаяся яма после смещения куска дорожного покрытия называется выбоиной.

ИСПРАВЛЕНИЕ

: Патч полной замены

Впадины (птичьи ванны)

Понижения — это локализованные участки поверхности дорожного покрытия, расположенные на несколько более низких отметках, чем окружающее покрытие. Впадины очень заметны после дождя, когда они заполняются водой.

ИСПРАВЛЕНИЕ

: В зависимости от серьезности депрессии асфальт может быть удален и заменен (серьезный). Менее серьезные вмятины можно исправить, нанеся пластырь на тонкую поверхность или инфракрасный пластырь.

Колеи

Колеи в асфальтовом покрытии представляют собой углубления в колее с каналами. Колейность возникает в результате уплотнения или бокового движения любого из слоев дорожного покрытия или земляного полотна при движении. Это вызвано недостаточной толщиной дорожного покрытия; отсутствие уплотнения асфальта, каменного основания или грунта; слабые асфальтовые смеси; или проникновение влаги.

ИСПРАВЛЕНИЕ

: Если колейность незначительна или она стабилизировалась, впадины можно заполнить и перекрыть. Если деформации сильные, колею следует удалить и заменить подходящим материалом.

Толкать

Толкание — это образование ряби на тротуаре. Эта характерная форма является причиной того, что этот тип бедствия иногда называют стиркой. Толкание происходит в местах с серьезными горизонтальными напряжениями, например на перекрестках. Обычно это вызвано: избытком асфальта; слишком много мелкого заполнителя; округлый агрегат; слишком мягкий асфальт; или слабая зернистая основа.

ИСПРАВЛЕНИЕ

: исправление частичной или полной глубины

Подъем
Подъем — это локализованное движение вверх в дорожном покрытии из-за набухания земляного полотна. Это может происходить из-за обширных грунтов, набухающих из-за влаги или морозного пучения (лед под тротуаром).

ИСПРАВЛЕНИЕ

: Патч полной глубины

Рыхление (очень пористый асфальт)

Равеление — это непрерывное отделение частиц заполнителя в дорожном покрытии от поверхности вниз или от краев внутрь.Обычно мелкий заполнитель сначала изнашивается, а затем оставляет небольшие «вмятины» на поверхности дорожного покрытия. По мере продолжения эрозии все более и более крупные частицы отрываются, и вскоре дорожное покрытие приобретает шероховатый и зазубренный вид, типичный для поверхностной эрозии.

Есть много причин, по которым может происходить оползание, но одна из частых причин — укладка асфальта слишком поздно в сезоне. Это связано с тем, что смеси обычно не хватает теплой погоды, что уменьшает пустоты на поверхности покрытия, дальнейшее уплотнение и замешивание асфальтового покрытия.По этой причине бред более распространен в более северных регионах (снежный пояс).

FIX: Нанесите тонкий слой горячей смеси. Другие решения могут включать: пескоструйный уплотнитель, стружколом, шламовый уплотнитель или микроповерхность.

Другие проблемы, требующие лечения перед техническим обслуживанием:

Нефтяные пятна — масляные пятна — обычная проблема на стоянках и проездах. Эти области необходимо обработать перед нанесением изолирующего покрытия, иначе масло и химикаты просочатся через недавно нанесенный материал и сделают вашу герметичную поверхность неэффективной.Есть ряд отличных продуктов для лечения подобных проблем. Спросите своего поставщика материалов, что они предлагают.

Трава — на плохо обслуживаемых стоянках часто сквозь щели прорастает трава. Очистка трещин должна быть стандартной практикой перед их заделкой. Используйте тепловое копье, чтобы прожечь трещину и / или продуть трещины, в зависимости от серьезности проблемы.

Грязь, древесный сок, пятна от ягод и т. Д. — Все, что может находиться между асфальтом и герметиком, необходимо удалить.Без его удаления герметик не сможет должным образом приклеиться к асфальту и в конечном итоге (скорее всего, раньше, чем позже) отслоится. Воздуходувки, толкающие щетки, мойки высокого давления и газовые щетки — все это инструменты, которые вы должны иметь в своем арсенале для обслуживания дорожного покрытия.

Технология бетонных покрытий держит Америку в движении

Одна из самых простых вещей, которую можно принять как должное во время путешествия, — это бетон под шинами. На протяжении последнего столетия бетон играл важную роль в транспортных системах Соединенных Штатов, от создания новых дорог до ремонта существующих автомагистралей.Система автомобильных дорог страны, включая межгосударственную систему протяженностью почти 45 000 миль, обеспечивает около 40 процентов общего трафика. В эту цифру входит 90 процентов туристического потока и 70 процентов коммерческого трафика. Сочетание подготовки бетона с решениями для сушки строительных материалов имеет решающее значение для транспортной инфраструктуры страны, поскольку оно повышает безопасность дороги и сводит к минимуму нарушения движения.

Преимущества сушки бетона

Хотя на многих дорогах и автомагистралях используется асфальт, примерно 60 процентов межгосударственной сети бетонные, особенно в городских районах.Причина: бетон более прочный. При правильной сушке бетона материал дает дополнительные преимущества, в том числе:

• Бетон выдерживает большие нагрузки
• Бетон, несмотря на большие нагрузки, деформируется меньше, чем асфальт
• Бетон — экономичная альтернатива для нового строительства и обслуживания
• Бетон обычно служит вдвое дольше асфальта, до 30 лет без необходимости капитального ремонта или шлифовки; асфальт до 12 лет

Как бетон поддерживает связь Америки

Современные автомобили — путь к современным дорогам

История бетонных магистралей в У.S. начал с полосы тротуара шириной 9 футов, длиной 24 мили и толщиной 5 дюймов, построенной недалеко от Пайн-Блафф, штат Арканзас, в 1913 году — через пять лет после того, как Форд представил свою модель T. Через год после постройки первого здания США. шоссе, подрядчики использовали цемент, чтобы проложить 2348 миль дороги. В 1916 году президент Вудро Вильсон подписал Закон о федеральной автостраде, предписывающий федеральному правительству оказывать штатам помощь в строительстве дорог.

Орегон стал первым штатом, который ввел налог на топливо на бензин для финансирования строительства дороги в 1919 году.Вскоре этому примеру последовали и другие штаты. В результате налоги на топливо стали и остаются основным средством финансирования ремонта и строительства дорог.

Использование бетона для развития американской инфраструктуры

В течение 1930-х и 1940-х годов технический прогресс и конструкторские разработки сделали асфальтирование дорог бетоном быстрее, долговечнее и дешевле. До этих достижений дороги имели толщину около 6 дюймов в середине и до 9 дюймов по краям. Разработки позволили подрядчикам построить дороги с одинаковой глубиной, сэкономив деньги и время, поскольку сушка бетона длилась не так долго.

В конце 1930-х годов на дорогах стали возникать повышенные накачки — явление, при котором бетонные плиты теряют опору и трескаются, когда влажные частицы почвы и глина под ними перемещаются из-за увеличения движения тяжелых грузовиков. Чтобы решить эту проблему, подрядчики построили дороги с основанием из гравия, шлака или щебня. К 1940-м годам на некоторых автомагистралях использовались грунтово-цементные марки. Примерно в это же время подрядчики также разработали новую технику для заделки швов тротуара. Они пилили бетон после того, как он частично затвердел, а не комковали цемент по обе стороны от стыка, когда он все еще был полностью пластичным.Изменение сделало дорожное покрытие более ровным.

В 1940-х годах специалисты по транспорту узнали, что подготовка бетона, которая включала введение крошечных пузырьков воздуха в смесь заполнителя, уменьшала образование накипи или отслаивания на дорожных поверхностях, возникающих в результате циклов замораживания-оттаивания и противообледенительных солей. Это открытие привело к созданию бетона с воздухововлекающими добавками, которым пользуются многие дороги в США.

Строительство автомагистралей в стране процветало в 1960-х и 1970-х годах, когда подрядчики построили тысячи миль дорог.Инновации, связанные с бетоном, за последние несколько десятилетий позволили подрядчикам восстанавливать покрытие и восстанавливать шоссе с минимальными перерывами. Сегодняшний бетон для быстрого перехода готов к употреблению через 12 часов или меньше из-за более низкого содержания воды, что повышает его прочность и снижает солевую проницаемость. Добавление стальных стержней в стыки плит продлило срок службы бетонных магистралей до 15 лет.

По мере того, как бетон продолжает развиваться, подрядчики будут продолжать полагаться на строительные сушильные растворы, чтобы гарантировать надлежащее высыхание и отверждение дорожных покрытий.Индивидуальные решения для сушки от Polygon помогают предотвратить задержки проекта и гарантировать, что бетон, будь то дорога или пол склада, будет долговечным и надежным.