г.Харьков, Sun City  Premium 057 755 46 88, 057 755 54 80

    050 302 16 22, 093 014 32 72

ДОРОГИ РОСІЇ: АСФАЛЬТ АБО БЕТОН?

Автор - І.А. повсть
Доцент кафедри «Технологія, організація і економіка будівництва» інженерно-будівельного факультету ГОУ СПбДПУ
Стаття опублікована в № 64 журналу «Євробуд»

Як відомо, станом дорожнього фонду наша країна займає одне з останніх місць в світі. Як правило, наші дороги потребують ремонту вже через три роки після введення в експлуатацію, а потім - щорічного так званого ямкового ремонту. Не останнє місце в процесі погіршення експлуатаційних властивостей відіграє і обслуговування дорожнього полотна.

Технологій пристроїв доріг в світі застосовується багато Технологій пристроїв доріг в світі застосовується багато. Є серйозні відмінності в технологіях будівництва доріг в Росії і на Заході. Це відноситься як до підготовки підстави, так і до укладання верхнього шару покриття. Багато що залежить від геології, від рельєфу місцевості, від клімату, від транспортного навантаження, від бюджету будівництва і інших чинників. Будь-який проект в дорожньому будівництві буде індивідуальний. Так, дорога в горах повинна повторювати рельєф місцевості. Дороги магістрального типу (автобани, хайвеї), так звані «дороги першої категорії» змушують будівельників спрямлять рельєф місцевості - вирівнювати ландшафт: засипати западини, зрізати пагорби, будувати мости і естакади - через річки, тунелі - крізь гори. В силу того, що на такій дорозі повинен забезпечуватися певний швидкісний режим, вона не повинна мати крутих поворотів, підйомів і спусків.

Якщо тіло самої дороги, її перетин, конструкція має масу варіантів, то класифікують їх в основному за матеріалом верхнього покриття: асфальтове або бетонне. У асфальтовому в якості в'яжучого використовується бітум, в бетонному - цемент: в цьому випадку на бетон кладуть асфальт, забезпечуючи таким чином на багато десятиліть якісний нижній шар, і змінюючи кожні 5-7 років верхній асфальтобетонний шар. Це дозволяє створити довговічну і міцну дорогу.

Бетонне покриття дорожче асфальтового на 70-80%. Але асфальтове вимагає догляду і ремонту вже через 3-4 роки після введення дороги в експлуатацію: заливки тріщин, засипки ям і т.п. Бетонне покриття перші 10-12 років експлуатації практично нічого не вимагає, як кажуть дорожники: тільки пил здувати. Фактично років через 8 загальні експлуатаційні витрати на бетонну і асфальтову дороги зрівнюються, а потім бетонна стає все дешевше і дешевше асфальтової. Ось і виходить, що скупий платить двічі, а російський водій з вини чиновників - щорічно.

На території Росії будують головним чином асфальтові дороги, на Заході - бетонні. Бетонні дороги служать 50 років. За статистикою їх в США - 60%, в Німеччині - 38%, в Австрії - 46%. в той час як в Росії - всього 3%.

Треба відзначити, що будівництво бетонних доріг в нашій країні загальмувався через дефіцит необхідних марок цементу, малої продуктивності робіт і їх високу вартість.

Як будь-який інженерна споруда дорога - конструкція досить складна. У спрощеному вигляді вона виглядає так: відсипання ґрунту, земляна подушка, над нею - два шари по 25-30 см - шар піщаної суміші з геотекстилем, що перешкоджає проникненню вологи вгору з грунту, і шар щебеню. Всі матеріали і дії з ними строго регламентовані СНіПами, все це багаторазово трамбуется катками і расклінцовивается, рясно поливається водою, потім наноситься бітум і три шари асфальтобетону - 5, 6 і 8 см. Кожен шар також укочується до певного стану. Фактично також виглядає і бетонна дорога, але верхній шар - якісно покладений і вирівняний бетон.

Міцний, довговічний, зносостійкий цементний бетон показав себе з найкращої сторони в якості матеріалу для дорожніх основ і покриттів. Розрахунки підтверджують, що застосування цементного бетону дає досить велику економію. Як приклад можна привести використання бетону як матеріалу для будівництва доріг ще в царській Росії. У 1913 р в Тифлісі була побудована перша дорога з бетонним покриттям. Продовжено будівництво було в 60-70-х рр. минулого століття і більшість з них все ще не потребує капремонту.

Як уже згадувалося, крім прямих економічних вигод при будівництві, бетонне покриття дає значні техніко-економічні переваги при експлуатації дороги. Висока довговічність бетону дозволяє скоротити витрати на утримання і ремонт до мінімуму. Термін служби бетонного покриття автомобільної дороги в кілька разів більше в порівнянні з покриттям з асфальтобетону. Якісно побудована дорога з цементобетонним покриттям може служити без капітального ремонту кілька десятків років. Конструктивно цементобетонне дорожнє покриття являє собою плиту товщиною 18-24 см.

Якщо використовуючи сучасне обладнання, дорогу покрити суцільний стрічкою бетону, то при змінах температури (вдень / вночі, влітку / взимку) бетонна плита буде змінюватися в розмірах - розширюватися і скорочуватися, і в ній виникнуть напруги, які можуть призвести до розтріскування бетону. Тому на бетонній дорозі на певній відстані робляться так звані помилкові шви - зазори. Для того щоб бетонна плита не руйнувалася при нагріванні, влаштовують деформаційні шви розширення - наскрізні зазори між сусідніми плитами бетонного покриття. У помірному кліматі дані шви влаштовують через 20-30 м. Це відстань залежить від температури бетонної суміші в момент укладання, а також від клімату. Шви заповнюють еластичною мастикою з бітуму, щоб в основу, під плиту не проникала вода.

Якщо не передбачити деформаційні шви розширення, то покриття, нагріваючись в жаркий день, буде достатньо напружене, і з його поверхні можуть виколювали цілі шматки бетону. Як приклад можна навести ситуацію з бетонними дорогами в штаті Каліфорнія, яка виникла в 1950-і роки. У той час виробничники і фахівці ще мало знали про нюанси технологій. Бетонні шматки, з силою відлітаючи від покриття, викликали цілий ряд аварій, а причиною послужило недостатня кількість необхідних деформаційних і помилкових швів.

Якщо розглянути фізику бетону, то при охолодженні покриття до температури меншою, ніж температура бетонної суміші в момент укладання, бетон буде стискатися, і бетонна плита може дати тріщини. Щоб уникнути цього покриття розділяється швами на відстанях менших, ніж ті, при яких виникають небезпечні напруги. Такі шви влаштовуються зазвичай на відстані 6-12 м, вони представляють собою прорізи, глибина яких дорівнює 1/3 товщини плити. Ці шви називаються помилковими. Коли в бетоні з'являються напруги від стиснення при охолодженні, бетонна плита розтріскується в найбільш слабкому місці - по перетину, ослабленому надрізом. Завдяки помилковим швах можна контролювати «поведінку» всієї бетоннной плити. Помилковий шов стиснення / розширення заливають спеціальної еластичної мастикою.

Шов по типу помилкового необхідно влаштовувати також по осі дороги, інакше можливе утворення поздовжньої тріщини.

Таким чином, дорожнє покриття на цементному в'язкому складається ніби з окремих плит. Щоб уникнути порушення монолітності всього покриття, а також для передачі навантаження від рухомих машин від однієї плити до іншого в швах встановлюють спеціальні металеві стрижні.

Від якості виконання всіх етапів робіт по влаштуванню покриття залежить в подальшому термін його служби.

У світі будівництво доріг з бетонним покриттям безперервно зростає, вони стають основним видом магістральних доріг.

Хочеться сподіватися, що в найближчому майбутньому стан справ зміниться, тому що бетонні дороги не тільки не гірше асфальтових, але і мають ряд переваг. Ці плюси можна умовно розділити на три частини: експлуатаційні, екологічні і економічні.

Експлуатаційні переваги пов'язані з тим, що бетон як «жорсткий» вид покриття розподіляє навантаження на велику площу земляного полотна в порівнянні з «гнучким» асфальтом. Цементобетонні дороги набагато довговічніше і міцніше асфальтових і здатні служити, не вимагаючи ремонту до 50 років. У той час як рух по асфальтових трасах часто зупиняється або обмежується через ремонт, дороги з бетонним покриттям експлуатуються практично без перерв. Протягом весняного сезону, коли земляне полотно випробовує найсильніші навантаження по температурному режиму, тільки 6% «бетонок» піддаються певним деформацій, для асфальтових доріг цей показник становить 61%.

Великовантажні автомобілі сильно прогинають асфальт, псують його, що призводить до істотного збільшення витрат палива. Бетонне покриття зменшує прогин дорожнього полотна і, отже, економить паливо. До того ж на ньому не з'являється колійності і хвилеподібно, як на асфальті. Згідно з дослідженням групи експертів для Федеральної адміністрації по автотрасах США, проведеним у 1982 році, економія палива в даному випадку становить 20%.

Рух по бетонним дорогах значно безпечніше. У дощову погоду вибоїни в асфальті наповнюються водою, що створює додаткову небезпеку через глиссирования коліс. Взимку вода в вибоїнах перетворюється на лід, що знижує коефіцієнт зчеплення. У той же час на гладкому бетонній полотні рідина практично не затримується.

Бетонне покриття в темний час доби відбиває світло значно краще, ніж асфальт, що забезпечує хорошу видимість для водіїв. За деякими даними, що відображає ефект бетонної траси дозволяє зменшити рівень освітлення на 20%.

Безперечні екологічні переваги бетонних доріг перед асфальтовими пов'язані з такими моментами:

  • Нафтопродукти, які використовуються в асфальтовому покритті, разом з водою проникають в грунт, і через кілька років експлуатації земля як під дорогою, так і навколо повністю забруднюється нафтопродуктами.
  • Меншу витрату палива на тій самій відстані по бетонній дорозі означає менший викид шкідливих речовин в атмосферу. До того ж підвищені експлуатаційні характеристики «бетонок» дозволяють однією одиницею великовантажної техніки перевозити по ним набагато більшу кількість вантажу. Зрозуміло, це також зменшує викиди в атмосферу.
  • Багато противників бетонних доріг стверджують, що вони досить «гучні». Як показали дослідження, рух по бетонній дорозі дійсно створює більше шуму, але в середньому всього на 5 дБ більше, ніж по асфальтовій (для порівняння: показник людського шепоту - 20 дБ). Більш того, сучасні технології будівництва дозволяють «бетонці» повністю наблизитися до асфальтових дорогах з точки зору гучності.

Як вже говорилося вище, в розвинених країнах давно оцінили по достоїнству переваги бетонних доріг. Тому і в Бельгії, і в США за рахунок державних субсидій підтримується будівництво цементобетонних покриттів на рівні 40-60% від загального обсягу будівництва автомобільних доріг.

Сьогодні в Росії є великий спектр обладнання для укладання бетонних доріг і основ з бетону. Історично першим на нашому ринку з'явилося і використовується обладнання фірми Dynapac. В даний час з'явилися і інші торгові марки: це і HAMM, і кілька італійських виробників, а також російські катки «Гуркіт» і САСТА (м Сасово).

Бетонні покриття перевершують асфальтові по міцності, зносостійкості і довговічності, а також мають цілий ряд експлуатаційних і екологічних переваг. Одна з основних причин непопулярності бетонних покриттів в дорожньому будівництві, на мій погляд, полягає в дефіциті потрібного для таких покриттів якісного цементу, що виготовляється на основі клінкеру нормованого складу. У більшості російських цементних заводів немає відповідного рівня автоматизації виробництва і безперервного контролю якості клінкеру, який часто має серйозні коливання по мінералогічному складу, і, відповідно, не може бути клінкером нормованого складу. Нестабільність якісних характеристик клінкеру і цементу - основний бич старих цементних заводів. І тільки введення в експлуатацію нових, повністю автоматизованих, з високим рівнем контролю якості, цементних заводів (таких як Бабіновскій цементний завод в Північно-Західному федеральному окрузі) дозволить отримувати цемент для бетону дорожніх покриттів необхідної якості.

Ігор Дунаєв, технічний директор ВАТ «Цемент»
(Замовник будівництва Бабіновского цементного заводу), канд. техн. наук

 Вернуться на главную