Дорожный бетон и его особенности по ГОСТ

Дорожный бетон применяется при устройстве покрытия автомобильных дорог, городских улиц, аэродромов и подъездных путей. Материал должен обладать высокой прочностью, устойчивостью к климатическим условиям и износу. Качество дорожного покрытия обеспечивает соблюдение технологии приготовления и укладки бетонной смеси.Дорожный бетон

Классификация материала

Свойства дорожного бетона и требования к нему зависят от назначения материала. Покрытия бывают:

  1. Однослойные – монолитные дорожные одежды, принимающую на себя всю нагрузку. Толщина покрытия в зависимости от интенсивности движения 180-220 мм.
  2. Двухслойные – состоят из двух бетонных слоев, устроенных по методу сращивания. Основную нагрузку воспринимает верхний слой, нижний – вспомогательный. При укладке нескольких слоев минимальная толщина каждого должна превышать максимальный размер крупного заполнителя (щебня) в 3 раза.
  3. Основание для усовершенствованных покрытий – предъявляются самые низкие требования по прочности.

Цементобетонный слой на дороге или аэродроме регулярно испытывает напряжение изгиба, являясь монолитной плитой на упругом основании. По ГОСТ Р 70362-2022 бетон для дорожных работ классифицируют по трем основным показателям:

СП 34.13330.2021 устанавливает минимальные классы прочности бетона:

Назначение бетона

Класс прочности
На сжатие В На изгиб Вtb

 

Однослойное покрытие и верхний ярус двухслойного 30 4
Нижний слой двухслойного покрытия 25 3,6
Основание под покрытие 7,5 1,2

Минимальная марка морозостойкости:

Средняя температура наиболее холодного месяца, °C Марка морозостойкости
Монолитное покрытие и верхний слой Нижний слой и основание
До -5 F100 F25
До -10 F150 F50
Ниже -15 F200 F50

Свойства дорожного бетона, необходимые для удовлетворения предъявляемых требований, достигают благодаря качеству компонентов смеси и соблюдению рекомендованного водоцементного соотношения.Дорожный бетон. устройство дорожного полотна

Плюсы и минусы материала

Дорожный бетон используется для создания скоростных магистралей и аэродромного покрытия, что говорит о его высоких эксплуатационных свойствах. К преимуществам материала относят:

  • жесткость и прочность образующегося покрытия;
  • безопасное сцепление колес с шероховатой поверхностью;
  • устойчивость к высокой температуре;
  • экологическую безопасность, нет вредных испарений;
  • продолжительную службу (до 30 лет);
  • стойкость к деформации.

Недостатки бетона ограничивают сферу его использования. К ним относят:

  • недостаточную морозостойкость;
  • длительный период твердения;
  • необходимость замены большого участка при ремонте.

Чтобы продлить срок службы дорог без капитального ремонта проводят мероприятия по укреплению полотна. Герметизируют и скрепляют трещины, проводят текущий ремонт сколов безусадочными смесями, нарезают дополнительные деформационные швы.

Состав дорожного бетона

Цементобетонное дорожное покрытие способно выдерживать высокие нагрузки, создаваемые проезжающим транспортом. Для его изготовления применяются тяжелые бетоны плотностью 2000-2500 кг/м3. В составе смеси: цемент, песок, щебень и вода, взятые в определенной пропорции. Улучшить характеристики материала позволяет введение суперпластификаторов, гидрофобизирующих добавок и фиброволокна.Состав дорожного бетона

Цемент

В качестве вяжущего вещества применяют портландцементы классов ЦЕМ I 32,5,  ЦЕМ I 42,5 ЦЕМ I 52,5. Содержание в клинкере трехвалентного алюмината не должно превышать 8%. Минеральная добавка доменного шлака не больше 15%. Время схватывания смеси не меньше 2 часов.

Использование лежалого цемента приводит к уменьшению его активности. Недостаточное количество продуктов гидратации ухудшает характеристики водонепроницаемости и морозостойкости.

Мелкий заполнитель

Рекомендуется использование кварцевого и полевошпатового песка с фракцией 2,4-2,8 мм. Материал не должен иметь примесей глины, пылевых частиц до 2% массы.

Крупный заполнитель

Щебень для дорожного покрытия должен обладать прочностью и морозостойкостью. Не допускается присутствие глины более 0, 25%, слабых пород – до 5%. К заполнителю предъявляются требования по прочности и износостойкости:

Для покрытия

Вид щебня Марка дробимости Устойчивость к износу
Магматические и метаморфические породы (базальтовый, гранитный, диабазовый)  

1200

 

И 3

Гравийный 1000 И 3
Осадочные породы 800 И 4

Для основания

Вид щебня Марка дробимости Устойчивость к износу
Магматические и метаморфические породы 800 И 4
Гравий 600 И 4
Осадочные породы 400 И 4

Минимальный размер фракции заполнителя 4 мм, максимальный для однослойных покрытий – 31, 5мм, верхний слой двухслойного покрытия – 22,4 мм, основание – 63 мм.

При производстве смеси используется вода из питьевого водопровода. Уменьшить образование трещин и усадку помогает введение стальной и полимерной фибры (1-2% от объема смеси). Водоцементное соотношение для покрытий составляет 0, 45, для основания – 0,6-0,9.

Основные характеристики бетонной смеси

Для выполнения работ по укладке дорожного покрытия поставляемая смесь должна соответствовать нормам по нескольким параметрам:

Удобоукладываемость

Марка удобоукладываемости определяется по усадке конуса. Для проверки металлический конус плотно заполняют раствором, затем снимают. Результат оценки – расстояние, на которое опустилась смесь без поддержки.

Подвижность смеси Осадка конуса, мм
П1 10-40
П2 50-90
П3 100-150
П4 160-200
П5 210 и больше

В некоторых случаях смесь настолько плотная, что не оседают. Для такого раствора введена марка жесткости, характеризующая время уплотнения бетона при вибрировании:

Марка жесткости Жесткость. с
Ж1 5-10
Ж2 11-20
Ж3 21-30
Ж4 31-50
Ж5 Больше 50

Дорожный бетон. Удобоукладываемость.

Удобоукладываемость бетонной смеси для дорожных покрытий обычно составляет П1, но при использовании специальной техники (тяжелых катков) может применяться жесткий раствор.

Расслаиваемость

Показатели разделения бетона по слоям на отдельные компоненты не должны превышать установленные нормы:

Марка удобоукладываемости

Расслаивание, %

водоотделение раствороотделение
П1-П2 0,2 3
П3-П5 0,4 3
Ж1-Ж5 0,6 4

Сохранение подвижности

Бетонная смесь доставляется к месту использования автобетоновозом, за время транспортировки она не должна ухудшить свои свойства. По классам сохранности бетон делят на 4 группы:

Класс Характеристика сохранности Время сохранности, мин
С1 (быстротвердеющий цемент, высокая температура) низкая До 45
С2 (нормально схватывающийся цемент, нормальная температура) средняя 45-90
С3 (медленно схватывающийся цемент) повышенная 90-180
С4 (низкая температура, замедляющие добавки) высокая Более 180

Свойства бетонной смеси для дорожного покрытия обозначает ГОСТ Р 59300-2021. На месте строительства показатели удобоукладываемости и воздухововлечения должны соответствовать нормативным значениям. Допустимая температура смеси от 5 до 35°C.

Морозостойкость

Одним из условий, определяющих долговечность покрытия, является его морозостойкость. На бетонное основание действует многократное повторение замерзания и оттаивания и соли, применяемые против обледенения. Морозостойкость материала обозначается F, по ГОСТ 10060-2012 при ее определении образцы насыщают 5%-ным раствором хлорида натрия.

Преждевременное разрушение дорожной одежды часто происходит из-за недостаточной морозостойкости компонентов бетона.

Способы улучшения характеристик бетона

Для улучшения свойств бетона применяют химические добавки в количестве не больше 5% от веса цемента. Они направлены на уменьшение пористости в структуре материала, влияющей на его стойкость к влаге и морозу. Виды присадок:

  1. Воздухововлекающие – химические примеси, обеспечивающие появление и равномерное распределение мелких пузырьков воздуха. Модификация усиливает противодействие внутреннему давлению, возникающему при замерзании. Объем вовлеченного воздуха не должен превышать 4-8%.
  2. Гидрофобизирующие – внесенные вещества при взаимодействии с продуктами гидратации образуют на стенках пор и капилляров гидрофобное покрытие.
  3. Пластифицирующие – добавка позволяет снизить водоцементное соотношение без потери подвижности раствора.
Класс добавок Дозировка в % от массы цемента Эффект использования
Суперпластификатор С-3 0,5-1 Водопотребность снижается на 20%, подвижность возрастает от П1 до П5
Газообразующие До 0,1 Морозостойкость увеличивается на 200 циклов
Воздухововлекающие До 0,03 Устойчивость к морозу увеличивается в 2 раза
Противоморозные До 10 Бетон твердеет при отрицательной температуре

Укладка дорожного бетона

До начала работ по укладке цементобетонного покрытия устраивается дренаж, уплотнение грунта и создание уклона. Создается подстилающий слой из песка и щебня. На подготовленном основании расстилается рулонный материал, являющийся технологической прослойкой.Укладка дорожного бетона

Для протяженных участков дороги используются  бетоноукладчики. Все процессы регламентирует ГОСТ Р 70364-2022. Работа ведется поточным методом. На небольших отрезках привлечение специализированной техники нерентабельно. Укладка происходит вручную с привлечением средств малой механизации.Укладка происходит вручную с привлечением средств малой механизации.

По краю дороги устанавливается опалубка, изготовление покрытия может происходить с армированием или без него. В качестве усилительного каркаса используют сварную сетку или арматуру.  Выгрузка бетонной смеси происходит в опалубку с помощью лотков. Бетон распределяется в форме и уплотняется вибратором. На поверхность устраивается шероховатость с помощью щеток и грабель.

После выполнения укладки дорожного бетона нарезаются и герметизируются деформационные швы. Движение разрешается после созревания материала через 28 дней или после набора им 70% марочной прочности.

Бетон, цемент, ЖБИ
Добавить комментарий