04.12.2014  

Дороги: цементобетонные или асфальтобетонные?

ROADS: CEMENT CONCRETE OR ASPHALT CONCRETE?
 
Михайлов И.Н. — главный инженер комплексного проектирования
Свиридов Н.В. — доктор технических наук, профессор, главный специалист
Чуппин А.В. — кандидат технических наук, руководитель сектора
 
ОАО «Мосинжпроект»
Адрес организации: 111250, Москва, проезд Завода Серп и Молот, д. 10, офис 610-10
E-mail: info@mosinzhproekt.ru
 
Mikhailov I.N. – Chief Engineer of integrated design
Sviridov N.V. – Doctor of Technical Sciences, Professor, Chief Specialist
Chuppin A.V. – Candidate of Technical Sciences, Head of Sector
 
JSC «Mosinzhproekt»
The organization address: 111250, Russia, Moscow, Zavoda Serp i Molot st., 10
E-mail: info@mosinzhproekt.ru
 
В статье приводятся сравнительные характеристики асфальтобетонных и цементобетонных дорожных покрытий. Авторы приводят перечень причин образования преждевременных дефектов и условий создания долговечных покрытий.
This article presents comparative characteristics of asphalt and cement concrete pavements. The authors provide a list of the causes of the defects and the conditions for the creation of durable pavements.
 
 
азвитие дорожной сети давно приобрело стратегическое значение для всей России. Решение «дорожных» проблем подразумевает не только расширение самой сети магистралей, но и поиск наиболее эффективных материалов и конструкций для устройства дорожного полотна. Современные технологии строительства автомобильных дорог и их конструкции в России основаны на двух альтернативных видах дорожного покрытия — асфальтобетонного и цементобетонного. 
Асфальтобетонные дороги получили широкое распространение благодаря важному, но кратковременно действующему преимуществу — возможности практически немедленной их эксплуатации после завершения работ по устройству дорожного покрытия. При этом движение по дорогам из бетона, как правило, целесообразно открывать не ранее, чем через 7 дней при среднесуточной температуре окружающей среды выше +10ОС. Применение бетона с набором эксплуатационной прочности в более ранние сроки или при более низкой среднесуточной температуре возможно. Технические решения для перечисленных условий имеются, но такой бетон и технология устройства покрытия будут дороже. 
Асфальтобетон в дорожном строительстве все больше уступает место цементобетону благодаря большей долговечности последнего. Так, по данным исследователя В.В. Ушакова [1], по состоянию на 2004 год протяженность цементобетонных дорог составляет:
- в Германии — 31%;
- в США — 35%;
- в Бельгии — 42%.
Цементобетонные дороги имеют следующие основные преимущества по сравнению с асфальтобетонными: 
1) при правильном учете перспективных нагрузок, природно-климатических воздействий на стадии проектирования и технологии строительства в соответствии с отечественными нормами несущая способность цементобетонной дороги становится практически неограниченной независимо от климатических воздействий. Прочность бетона в 2-3,5 выше, чем асфальтобетона, а при применении высокопрочного бетона эта разница возрастет в 7 раз; 
2) долговечность цементобетонного покрытия значительно выше, чем у асфальтобетонного покрытия, гарантирована безремонтная эксплуатация в течение 40-50 лет при соблюдении предыдущего положения и правил эксплуатации дорог. По данным немецких исследователей [2, 3, 4] за 2004 год, при сравнении одновременно построенных дорог с разными видами покрытий через 23 года эксплуатации ремонта требовали только 5% дорог с цементобетонным покрытием, а с асфальтобетонным покрытием — 85-100%. В США есть участки дорог, которые эксплуатируются без ремонта 72 года; на Украине — 50 лет; в г. Крайнем (полигон Семипалатинска) — 60 лет [1]. Кроме того, специалистами США разработаны нормы проектирования и технология строительства бетонных дорог на 120 лет без ремонта [4];
3) отсутствие образования колеи;
4) повышенный коэффициент сцепления колес транспорта с покрытием;
5) меньшее количество ДТП. По данным немецких исследователей, количество ДТП на бетонных дорогах на 32% ниже, чем на асфальтобетонных [2, 3]; 
6) экономия топлива при движении автомобиля по цементным дорогам составляет 7-10% по сравнению с движением по асфальтобетонным [1].
Перечисленные достижения в высоком качестве цементобетонных дорог являются результатом грамотного проектирования и учета природно-климатических факторов, а также перспектив роста нагрузок и интенсивности движения на дорогах; высокого уровня технологии строительства дорог; применения хорошо сбалансированных по составу компонентов бетона высокого качества; жесткого контроля соблюдения нормированных технологических операций при строительстве со стороны заказчика; постоянного контроля состояния дорог при эксплуатации и своевременного выполнения регламента по их содержанию.
На бетонных дорогах, также как и на асфальтобетонных, при эксплуатации образуются дефекты. Наиболее распространенными являются следующие:
1. шелушение и выкрашивание поверхностного слоя;
2. образование выбоин; 
3. сколы плит у поперечных и продольных швов;
4. образование сквозных трещин и разрушение бетона в этих зонах;
5. появление выбоин, неровностей в зоне швов, просадок сборных плит или отдельных участков покрытия дороги. 
 
Причины преждевременного образования дефектов на бетонных дорогах
На стадии проектирования: 
- недостаточно точный учет и прогнозирование природно-климатических и эксплуатационных воздействий на покрытие, а также свойств подстилающих грунтов; 
- недостаточное внимание техническому решению организации водоотвода с покрытий и обочин;
- несоответствие принятых показателей качества бетона (прочности, морозостойкости, истираемости) условиям эксплуатации.
На стадии строительства:
- применение материалов, не соответствующих стандартам и нормам;
- нарушение бетонным заводом состава бетонной смеси, как правило, отдельных ее замесов; 
- ухудшение качества бетонной смеси при ее транспортировке (расслоение, загустевание, неконтролируемый долив воды);
- нарушение режима уплотнения или его несоответствие пластичности бетонной смеси;
- несвоевременный и «упрощенный» уход за бетоном;
- несвоевременная и недостаточно качественная нарезка швов в дорожном покрытии;
- слабый авторский надзор или технический контроль со стороны заказчика.
В процессе эксплуатации:
- отсутствие учета накопления дефектов;
- несвоевременный ремонт образовавшихся дефектов;
- недостаточный контроль за герметичностью швов дорожных покрытий.
 
Условия создания долговечных и прочных цементобетонных дорог:
- устранение субъективных причин преждевременного образования дефектов, изложенных выше;
- строгое соблюдение технологии строительства цементобетонных дорожных покрытий;
- внедрение в практику дорожного строительства тонких (5-10 см) слоев износа из долговечного высоко-прочного бетона, в том числе — из фибробетона;
- квалифицированный непрерывный контроль технологии строительства дорог заказчиком;
- применение бетонов высокого качества, называемых высокофункциональными.
 
Первоначальная стоимость цементобетонных дорог выше асфальтобетонных на 10%. Однако при устройстве асфальтобетонных покрытий, как правило, применяется отечественный битум, с которым покрытие при температурах от  –17ОС и ниже обладает повышенной хрупкостью, а при температурах от +46ОС сильно размягчается. 
Зарубежные высококачественные битумы с полимерными добавками в 2-3 раза дороже отечественных, что приводит к удорожанию асфальтобетонных покрытий дорог. На стадии строительства стоимость таких покрытий, как минимум, не ниже цементобетонных при значительно меньшей долговечности и повышенных затратах на поддержание в удовлетворительном эксплуатационном состоянии [1].
Таким образом, можно прийти к выводу о том, что в России во всех климатических регионах имеются возможности строить цементобетонные дорожные покрытия со сроком эксплуатации 40-50 лет без ремонта. Цементобетонные дорожные покрытия экологически более чистые, более безопасны для участников дорожного движения, экономичнее асфальтобетонных по приведенным затратам на реальную долговечность.
 

 

 

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

 

ПОДПИСАТЬСЯ

Получайте последние новости и обновления от журнала “Инженерные сооружения”