Поездка по скоростным автострадам американских штатов, да и по проезжей части местного уровня, повергает каждого путешественника в умиление и состояние глубокой зависти. Поверхность трасс настолько чистая и ровная, гладкая и ухоженная, обустроенная и удобная, что создает полнейший комфорт каждому водителю. Без лишних комментариев можно добавить, что бетонные дороги в США считаются идеальными.
Почему в Америке бетонные дороги
Необходимо заметить, что такие покрытия отличаются долговечностью. Секрет весьма простой – скоростные автомагистрали в Америке, как и иные дороги, изготовлены из бетона. И рассчитаны они на большие уровни нагрузочных воздействий и пропускные возможности.
Значительные осевые нагрузки и высокий уровень интенсивности движения заставили инженеров подбирать альтернативные асфальтовым покрытиям решения. Бетон представляет собой оптимальный вариант для обустройства дорожных покрытий, потому что может выдержать существенные нагрузки, отличается значительным запасом по прочности, успешно противостоит колейному деформированию, не поддается воздействию резких изменений температурного режима.
Главным отрицательным моментом дороги из бетона является длительный период укладки покрытия и усложненные ремонтные работы.
Стоимость полотна из бетона существенного отличия от асфальта не имеет (здесь подразумевается капитальное строительство подъездных путей).
Подготовка основания дороги
Процесс состоит из следующих этапов:
- Сначала выгребается порода, глубина канавы при этом достигает одного метра. Ее не перевозят, так как могут использовать при обустройстве насыпей или облагораживания зон. При выполнении ремонта снимается отслужившее свои сроки покрытие.
- Выкладывается подушка под дорогу. Как правило, для этого применяют гравий, глину или песок. Слои сильно трамбуются, чтобы не расползались.
- Любой заложенный в основу слой проливают водой и хлоридом кальция. С этой же целью может применяться раствор извести. Затем бульдозером со специальным приспособлением основу перепахивают и вновь уплотняют. Попавшая внутрь известь удерживает влагу, не давая ей возможности испаряться. Таким образом, подушка находится в постоянном состоянии влажности и не проседает. На практике уже доказано, что уровень работоспособности такой основы на восемьдесят процентов выше обычной.
- Утрамбовав подушку, выкладывают асфальт двойным слоем, по пять – семь сантиметров. Для такого процесса имеются свои причины. Бетон отличается хрупкостью к провалам, при просадке грунта трескается, а ремонту поддается сложно. Основной причиной для просадок почвы является вода. При укладке под бетонное покрытие асфальтового слоя, выравнивается поверхность, удаляются любые предпосылки к просадкам, потому что асфальтовый слой сильно уплотняется, занимая небольшие ямки и трещины. Кроме того, он представляет собой гидроизоляционный слой для воды, не давая ей возможности проникнуть под бетон по термошвам бетонных стыковочных участков.
- Процентное отношение влаги, находящейся в обустроенной подушке, будет меняться слабо из-за содержания извести. Получается, что дорожное полотно не будет просаживаться. А если это произойдет, то образуется ровная монотонная яма, езда по которой будет приятной. Кстати, трещины от этого в бетонном основании не появятся, и все это благодаря асфальтовому слою.
Монтаж арматуры
Подготовив основу, начинают закладывать арматурный каркас. Как правило, для этого используют стальные прутья, диаметр которых составляет 1.6 см. Арматуру собирают возле места строительства, выставляют на подставки из пластикового или металлического материала. В идеальном варианте каркас должен находиться в первой половине бетонного слоя от верхнего уровня. Проще говоря – несколько выше середины заливаемого слоя.
Для этого имеется две причины. Если укладка арматуры ведется рядом с поверхностью, то прутья могут подвергнуться коррозии от недостаточного количества укрывного слоя. Закладка на большую глубину тоже нежелательна – стальной материал не сможет создать защиту бетонной основе от трещин в ее верхних слоях.
Арматурные пруты поступают на место строительства дороги восемнадцатиметровой длины. На стыках их необходимо укладывать с нахлестом, определяемым инженерными расчетами. За всю историю строительных работ была создана теория, исключающая нахлесты арматуры по ширине дорожного полотна в одной точке.
Специалисты в большинстве случаев пользуются шахматным шагом.
Арматурные пруты в бетонную основу применяются с целью распределения нагрузочных усилий и недопущения образования трещин в дорожном слое. Процентное содержание стали в поперечном сечении дороги доходит до 0.6 %, а в продольном – 0. 85 %.
Как правило, трещины в дороге появляются с шагом в один – три метра, по направлению, перпендикулярному движению транспортного потока, потому что машины своими колесами давят на покрытия во время движения.
В местах, где стресс бетонного натяжения больше допустимого расчетного значения нагрузки, образуются трещины. Бетон в натяжении ведет себя плохо, но это компенсируется поведением стального материала.
Уже давно определено линейное соотношение числа и расположения трещин в основании к количеству стали, заложенной в стяжку. Практически установлено, что от понижения площади контактирования стали и бетона, увеличиваются промежутки между трещинами.
Заливка
Процесс устройства бетонной дороги продолжается. Бетоноукладчик выполняет заливку определенного участка. Во время укладки бетон активно трамбуется виброустановками, чтобы максимально удалить из него воздух, понижающий бетонную прочность.
За один проход укладчик заполняет участок, выделенный предполагаемыми температурными швами, чтобы получился монолит, не имеющий стыков. В качестве смеси применяют бетон класса III, потому что его частицы более мелковатые. Но при этом необходимо помнить, что от них увеличивается тепловая отдача, что создает определенные проблемы при выдержке бетонной смеси. Температура окружающего воздуха оказывает значительное влияние на появление трещин.
В районах с жаркими климатическими условиями укладку бетона стараются выполнять в ночное время, чтобы смесь медленней теряла влагу. Оптимальный диапазон температур при укладке – от десяти до двадцати пяти градусов тепла. Если работы выполняются в дневное время, то строителям приходится поливать бетонный слой, чтобы во время затвердевания на нем не образовывались трещины. Следует помнить, что излишки влаги понижают прочность бетона, так что во время поливки пользуются собственными технологическими секретами. Зачастую бетон просто укрывают полиэтиленом.
Еще один фактор, оказывающий сильное воздействие на монолит и его эксплуатационный период – тип применяемой щебенки. Дело в том, что речные камни или карьерный щебень отличаются прочностью, гибкостью, термической расширяемостью. Следует такую особенность принимать во внимание, чтобы не переделывать свою работу.
Под заливку каждого участка устраиваются бетонные цилиндры, размеры которых составляют 10 (15) см в диаметре и 20 (30) – по высоте. Их оставляют возле каждого участка, через трое суток перевозят в лабораторию и разбивают, чтобы определить показатель прочности залитого участка.
Такая процедура необходима, чтобы определить соответствие готового участка требованиям стандартов. При этом следует для цилиндров соблюдать условия, устраиваемые для залитого бетона. Участки, не прошедшие тестирование, необходимо демонтировать и переделать.
Оптимальная толщина бетона – около тридцати сантиметров, на второстепенных дорогах этот показатель может быть снижен до 20 см. Практически доказано, что такая основа отлично держит нагрузку, не нуждаясь во втором металлическом каркасе. Если толщину слоя увеличить, то появятся трещинки, потому что находящейся внутри стали окажется маловато. А если слой уменьшить, то основа из бетона будет разрушаться автомобильным транспортом.
Выполнив проход, укладчик бетона наносит шероховатости на поверхность, которые помогают стекать воде во время осадков, улучшают коэффициент сцепления автомобильных шин с покрытием дороги. Бывает, что такую работу делают не сразу, а нарезают насечки специальной машинкой. Чаще всего это происходит при строительстве монолитных мостов.
Залив дорогу, делают надпись, когда данный участок был сделан. Потом эти сведения пригодятся в ремонте. Кроме этого, указанная дата позволяет точно открыть проезжую часть для движения автотранспорта, и в первую очередь – дорожной техники, необходимой для дальнейшей работы.
Считается, что бетон должен пролежать не менее семи суток, не подвергаясь нагрузке. Потом по таким участкам можно пропускать легкую технику. Окончательную прочность бетон набирает через четыре недели, и если по каким-либо причинам раньше этого срока по дороге проходит большегрузная техника, то структура бетона повреждается полностью.
В случае острой необходимости переезда тяжелого автомобиля на бетонную основу насыпают толстый песчаный слой либо выкладывают специальные маты.
После указанного срока дорожное покрытие готово к эксплуатации. Без ремонтных работ капитального характера оно легко прослужит не менее двадцати пяти лет.
