Строительство оснований и покрытий из укатываемых бетонов
Отличительными особенностями применения жёстких бетонных смесей является меньший расход цемента по сравнению с традиционными смесями, возможность открытия движения транспорта по вновь устроенному покрытию сразу же после укатки, простота технологии строительства оснований и покрытий, низкая трудоёмкость работ, высокая экономическая эффективность.
Выполненные исследования в России и за рубежом показали возможность значительного улучшения свойств укатываемых бетонов за счёт оптимального проектирования состава смеси, введения микрозаполнителей (в частности, золы уноса ТЭЦ) и поверхностно-активных веществ (Ушаков В.В. Повышение эффективности проектирования и строительства автомобильных дорог горнопромышленных предприятий. - Чита: Затранс. 1999. - 164 с.).
Подбор состава укатываемого бетона производят общепринятым методом: с расчётом состава смеси по методу «абсолютных объёмов» и последующим экспериментальным уточнением состава. Состав бетона подбирают по требуемой прочности бетона на растяжение при изгибе с последующей проверкой требуемой прочности бетона при сжатии и морозостойкости. Если подобранный по условию прочности состав бетона гарантированно не обеспечивает необходимую морозостойкость, окончательный состав бетона подбирают по условиям морозостойкости.
Приготовление жёсткой бетонной смеси проводят в основном на бетонных заводах в смесителях принудительного перемешивания циклического и непрерывного действия. Транспортирование смеси осуществляют автомобилями-самосвалами разного типа. Укладку жёсткой бетонной смеси производят специальными бетоноукладчиками, асфальтоукладчиками, а также автогрейдерами, бульдозерами или другими аналогичными машинами. В Испании применяют для этой цели несколько модифицированные укладчики со скользящими формами.
В Японии большое внимание при устройстве двухслойных покрытий из укатанного бетона уделяют созданию сцепления между слоями и смежными полосами. Для этого составляют специальные графики и схемы распределения и укатки смеси, используют замедлители твердения бетона. Укатываемые бетоны в Японии применяют также при строительстве непрерывно армированных оснований и покрытий с разным процентом армирования.
Прочность укатываемого бетона в значительной степени зависит от качества его уплотнения вибрационными катками. Порядок уплотнения бетонной смеси следующий: вначале вибрационный каток делает 1-2 прохода без вибрации, чтобы не нарушить качество ровной поверхности бетона, затем 6-8 проходов с вибрацией. Заключительное уплотнение производят без вибрации за 1-2 прохода. Уплотнению краевых участков должно уделяться особое внимание. Лучшие результаты достигаются, если перед укладкой бетонной смеси были установлены металлические рельс-формы, которые осуществляют боковое сдерживание бетонной смеси при уплотнении виброкатком.
В процессе уплотнения жёсткой бетонной смеси благодаря цилиндрической форме вальца катка давление пригруза меняется. При рыхлой смеси площадь соприкосновения наибольшая, а давление наименьшее, но по мере уплотнения площадь соприкосновения уменьшается, а давление возрастает. Кроме того, поступательное движение вальца катка и его вибрация вызывают сдвигающие усилия в бетонной смеси, что препятствует максимальному уплотнению смеси.
При перекрытии цементобетонного основания асфальтобетонным покрытием одним из способов предотвращения появления отражённых трещин в асфальтобетоне является уменьшение длины плиты укатанного бетона. В этом случае устраивают швы в свежеуложенном бетоне специальным режущим устройством с одновременным распределением струи битумной эмульсии. Над швами укатанного бетона используют несколько вариантов прокладок, устраиваемых между слоями укатанного бетона и асфальтобетона (Бусурманова И.В. Технология строительства покрытий и оснований из укатываемого бетона. // Автомобильные дороги. - 1995. - №3-4. - С. 21-22).
В отечественной практике строительства дорог укатываемый бетон в достаточно больших объёмах был применён при реконструкции Московской кольцевой автомобильной дороги (МКАД). К укатываемому бетону были предъявлены следующие требования: класс бетона по прочности на растяжение при изгибе - Btb 1,6; класс бетона по прочности на сжатие В 7,5; марка бетона по морозостойкости F50 (по 1 методу ГОСТ 10060.1-95). В табл. 17.16 представлены составы укатываемого бетона, используемые при строительстве МКАД.
Таблица 17.16
| Щебень | Расход материалов, кг/м3 | |||
| цемент ПЦ 400-ДО | песок | щебень 5-20 мм | вода | |
| Известняковый М600 | ||||
| Гранитный или известняковый М800 |
Кажущаяся простота технологии уплотнения жёсткой бетонной смеси методом укатки выявила и определённые трудности, возникающие перед строителями при устройстве бетонного основания этим методом [111]. Вследствие особенностей линейного строительства протяжённых конструкций дорожных одежд (в частности, из-за необходимости обеспечить перед катком 20-30 пог. м. распределённой бетонной смеси) затруднено обеспечение равножёсткости бетонных смесей перед началом работы катков. Жёсткие бетонные смеси чрезвычайно «чувствительны» к технологическому фактору времени, существенно влияющему на сохранение уплотняемости этих смесей во времени. При устройстве основания из укатываемых бетонов может формироваться неоднородная по плотности и прочности структура бетона в основании. Опыт строительства бетонного основания МКАД показал необходимость усовершенствования технологии применения жёсткого укатываемого бетона с целью повышения однородности показателей его качества в основании. Критерием достаточного уплотнения служит отсутствие следа на поверхности бетонного основания после прохода тяжёлого катка.
Укладка асфальтобетонного покрытия по основанию из укатываемого бетона производится сразу после его уплотнения, в связи с чем отпадает необходимость в проведении мероприятий по уходу за бетоном. В тех случаях, когда по каким-либо причинам между уплотнением бетонного основания и устройством покрытия имеется разрыв во времени, бетон защищают от испарения из него влаги обычными методами с применением плёнкообразующих материалов.