Дорожный бетон

Дорожный бетон это разновидность тяжелого бетона-применяют для устройства покрытий на автомобильных дорогах, аэродромах, дорогах промышленных предприятий.городских улицах и проездах.

Бетон дорожных покрытий работает в неблагоприятных условиях ,так как подвергается не только воздействию транспортных средств,но и атмосферных осадков, в особенности многократно повторяющемуся увлажнению и высыханию ,замораживанию и оттаиванию , поэтому к нему предъявляют повышенные требования по прочности, морозо- и износостойкости.

В дорожном строительстве применя\ют также песчаные бетоны , вкоторых заполнителем используют крупнозернистые пески с предельной крупностью 5 мм, и карбонатные бетоны (щебень,и песок карбонатных пород).Эти бетоны дешевле обычных, поскольку для их изготовления преимущественно идут местные материалы, но при определенных условиях они обладают повышенной деформативностью , морозостойкостью и др.

Читай также бетон для покрытий автодорог и аэродромов

Эти бетоны разработаны для дорожных покрытий. В соответствии с стандартами на дорожный бетон выбор и значение марок по показателю прочности бетона должны соответствовать требованиям таблицы-1.Ведущим показателем прочности дорожного бетона является предел прочности при изгибе.

Допускается снижение на одну марку прочности бетона при сжатии, если обеспечена прочность при изгибе.Для автомобильных дорог I и II категорий применяют бетоны соответственно марок 500 и 400.Марка дорожного бетона по морозостойкости должна быть не ниже Мрз 100(районы средней полосы РФ) и Мрз 200 (северные районы).

Для устройства оснований разрешается бетон Мрз 50.Морозостойкость бетона обеспечивается применением морозостойкого щебня, специального портландцемента и созданием однородной структуры при оптимальном расходе цемента и минимальном водо-цементном отношении, а также введением в смесь гидрофобных и воздухововлекающих добавок.

Рекомендуется принимать водо-цементное отношение не более 0,5 для верхних слоев и 0,6-для нижних слоев двухслойных покрытий .

Таблица-1. Марки бетона по пределу прочности для дорожных покрытий.

Важным показателем дорожного бетона является износостойкость, которая зависит от структуры и состава верхнего слоя дорожной плиты.Износ увеличивается при использовании подвижных бетонных смесей с большим водо-цементным отношением, так как после их уплотнения на поверхности образуется слой недостаточно прочного раствора.При твердении бетона в условиях низких температур и недостаточной влажности среды износостойкость также снижается.

Важнейшим свойством дорожного бетона является деформативность, характеризующая способность бетона деформироваться под действием нагружения и температуры. Эти свойства оцениваются показателями модуля упругости (деформации ), коэффициента линейного температурного расширения, коэффициента Пуассона,используемыми при расчете бетонных покрытий и оснований.

Модули упругости обычных бетонов изменяются от 2· 10⁴ Мпа(марка бетона 20 по изгибу) до 4 ·10⁴(марка бетона 55 по изгибу).Соответственно для песчаных бетонов модули упругости изменяются в пределах (1,5÷3,0)10⁴ МПа, для карбонатных бетонов-(1,6÷3,2)10⁴ МПа.

Коэффициент Пуасона находится в пределах 0,18(обычные бетонв)-0,22 (песчаные и карбонатные бетоны).Коэффициент линейного температурного расширения изменяется от 4,1∙10ˉ⁶ до 10,0∙ 10ˉ⁶ на 1 °С.

В технологии дорожных бетонов важно учитывать усадку , которая при неблагоприятных условиях может достигать 0,6 мм/м. В связи с широким применением рельсовых комплектов машин дорожный бетон в свежеуложенном состоянии после укладки не должен деформироваться под действием собственной массы, обеспечивать устойчивость кромки бетонной плиты.

Деформативность свежеуложенного бетона снижается с уменьшением водосодержания, увеличением количества песка и воздуха и бетонной смеси. В этом случае используют бетонные смеси с пониженным содержанием щебня и стремятся, чтобы в смеси вовлеченный воздух был в пределах 4-6%.

Это также способствует увеличению морозостойкости бетона.Материалы для приготовления дорожного бетона должны быть высокого качества.Используют дорожный портландцемент,обычный, пластифицированный и гидрофобный марки не менее 400, а для оснований не ниже 300.

Цемент не должен содержать молотых минеральных добавок . Минералогический состав : 50-55 % алита, 20-25 белита , 20-25 алюмоферита, не более 10% алюмината. Цементы такого состава позволяют получить с высоким пределом прочности при изгибе, хорошей выносливостью, деформативной способностью и морозостойкостью. Не разрушаются шлакопортландцементы и пуццолановые портландцементы вследствие их пониженной морозостойкости.

Песок для дорожного цементобетона используется преимущесмтвенно природный крупно-, средне-, и мелкозернистый, иногда искусственный песок, высевки, причем щебень и песок одного минералогического состава. Применение мелкозернистых и очень мелкозернистых песков возможно, но с добавкой крупнозернистых высевок.

Особое внимание обращают на чистоту песка; пылевато-глинистых примесей не должно превышать 2 %, органические примеси не допускаются.Щебень изготавливают из прочных пород , морозостойкость должна быть не ниже марки по морозостойкости дорожных цементобетонов.

Щебень применяют с оптимальным зерновым составом , а предельная крупность щебня : 40 мм для однослойного и нижнего слоя двухслойного покрытия и 20 мм для верхнего слоя двухслойного покрытия.Гравий применяется только бетонов нижних слоев покрытий.

Пылевато-глинистых примесей в щебне и гравии не должно быть более 1 %.Для дорожного бетона целесообразно применять свежедробленный щебень, что позволяет получить бетон с высокой прочностью при изгибе и растяжении.

В технологии дорожных бетонов широко используют поверхностно-активные вещества -ПАВ ( пластификаторы сдб,воздухововлекающие добавки СНВ), а также электролиты в условиях зимней уклдаки бетона , например хлориды натрия и калия. В дорожном строительстве бетонные смеси приготавливают в инвентарных бетоносмесительных установках циклического действия или в передвижных установках непрерывного действия.

Производительность бетоносмесительных установок от 30 (укладка смеси комплектом машин на рельсах) до 100 м³/ч (безрельсовая укладка). Технологические процессы этих установок механизированы и автоматизированы. Транспортируют бетонную смесь в автомобилях-самосвалах.

Длительность транспортирования не должна превышать 30 мин, когда температура воздуха больше 20°С и 1 час при 10-20°С . Укладку и уплотнение бетонной смеси , отделку поверхности осуществляют с помощью комплекта бетоноукладочных машин, состоящего из бетоноукладчика, бетоноотделочной машины, машины для нарезки швов в бетонном покрытиии.

Бетоноукладчик распределяет смесь с учетом ее последующего уплотнения. Уплотнение смеси, отделку поверхности покрытия , придание поперечного профиля выполняет машина,основным рабочим органом которой является вибрационное устройство. В настоящее время распространены два различных комплекта машин. Менее производительный комплект работает с рельсов, служащих одновременно и опалубкой , которые обычно через сутки снимают.

Это довольно трудоемкая операция, требующая больших затрат ручного труда. Другой комплект машин работает на гусеничном ходу. Бетоноукладочная машина ,совмещенная с бетоноотделочной, имеет скользящую опалубку, которая перемещается вместе с машиной. Это более прогрессивный комплект машин, его производительность в несколько раз больше предыдущего комплекта.

Все процессы механизированны и автоматизированны. Это обеспечивает высокое качество работ при скорости строительства дороги более 1 км в сутки. За свежеуложенной бетонной смесью организуется тщательный уход с целью обеспечения требуемого режима температуры и влажности твердения, уменьшения развития усадочных трещин. Поверхность покрывают пленкообразующими веществами (разжиженные битумы, эмульсии и др.)