Выбор покрытия - дорожные плиты или асфальт

Строительство дорог – важный элемент современной инфраструктуры, который является востребованным при возведении всех без исключения объектов, модернизации существующих сооружений. Самым широко распространенным покрытием в наши дни был и продолжает оставаться асфальт. Однако область его практического применения является ограниченной ввиду определенных условий. На проблемных участках дорог в качестве альтернативы могут использоваться железобетонные плиты.

Технология строительства дорог

В настоящее время для возведения дорожного покрытия используется не так много материалов, а потому технологии формирования полотна являются стандартными. В большинстве случаев для этой цели задействуют брусчатку или асфальт. Однако если проводить сравнение укладки асфальта и плит, то между ними существуют весомые отличия. Плиты имеют ряд преимуществ, благодаря которым они заслужили широкую популярность в странах западной Европы и США, где большая часть дорог в настоящее время изготавливается на основе бетона.

Рассмотрим основные особенности асфальтовых и бетонных покрытий:

• в ходе производства асфальта находят применение сыпучие материалы, которые впоследствии разрушаются, крошатся и требуют проведения комплекса ремонтных работ. В отличие от асфальта бетон имеет повышенную прочность и плотность, а потому может эксплуатироваться до 40 лет какого-либо ремонта, представляя собой качественно покрытие;
• автомобильные дороги, выполненные из асфальта подвержены искривлениям и проседаниям. При этом сам асфальт, представляя собой более мягкий материал, разрушается. В отличие от него, бетонные плиты лишены подобных недостатков;
• экологическая чистота покрытий также различается. Являясь нейтральным, бетон не вступает в реакцию с другими материалами, а потому не наносит вред окружающей среде, в то время как технология производства асфальта подразумевает использование смол. Со временем они могут впитываться в грунт и в значительной мере загрязнять почву.

Технология укладки асфальта включает в себя следующие этапы:

• комплекс земляных работ по выемке грунта на заданную глубину и формированию траншеи;
• формирования подушки, которая, как правило, в классическом варианте строится из щебня и песка. Реже для этой цели используют камни и гравий;
• укладка асфальтового покрытия может производиться как в один, так и в два слоя. При необходимости создать долговечное покрытие для междугородних и городских дорог, трасс и магистралей с высокой нагрузкой, первый слой формируется из материала крупной фракции. Финишное покрытие формируется из мелкого асфальта. который при прокатке способен образовывать идеально гладкую поверхность;
• застывание. после того, как асфальт остыл, смола и камень обрели максимальные связи, покрытие считается завершенным и может использоваться по назначению.

В настоящее время для ускорения процесса укладки асфальта и снижения его себестоимости используют средства автоматизации и механизации работ. Современные асфальтоукладчики могут обеспечивать формирование дорожного полотна и снятие старого асфальта, который является сырьем для переработки и повторного применения.

Надежность, качество и долговечность дорожного полотна во многом зависят от качества и толщины подушки, сформированной поверх гранита. В случае, если толщина окажется недостаточной и асфальт или плиты будут размещаться непосредственно на грунте, существует высокая вероятность образования пустот, которые впоследствии могут привести к разрушению дороги. В случае проведения ремонтных работ по восстановлению разрушенных поверхностей, сформированных из асфальта, реставрация должна затрагивать не только места с явно выраженными повреждениями, но и соседние зоны. При использовании дорожных плит потребность в проведении ремонтных работ значительно снижается. Однако в случае смещения грунта разрушению с частичным растрескиванием могут подвергаться и железобетонные изделия, которые могут требовать полной замены. Исходя из практики в зависимости от условий окружающей среды и нагрузки на полотно асфальтовое покрытие в среднем требует частичного ремонта 1 раз в 3- 4 года и полной замены 1 раз в 10 лет, в то время, как большинство дорожных плит может прослужить 40 лет без проведения текущих ремонтов.

Дорожные плиты – технология производства

Несомненно, при использовании в качестве материала для дорожного покрытия готовых железобетонных изделий, долговечность срок службы дорог значительно возрастает. Причину надежности и долговечности покрытий стоит искать в технологии производства плит, которые обладают высокими эксплуатационными и прочностными характеристиками. На сегодня в качестве дорожных плит находят применение плоские изделия из железобетона прямоугольной формы толщиной от 120 мм до 240 мм, которые изготавливаются из тяжелого бетона марки М350 и выше. Характеристики в области водонепроницаемости и морозостойкости таких ЖБИ могут различаться в зависимости от марки изделий, региона их применения. Однако при производстве дорожных плит не используется бетон с показателем морозостойкости менее 100 циклов. Для увеличения прочности дорожных плит в качестве заполнителя используют известняковый щебень или гранитный наполнитель. Чтобы повысить качество материала, могут задействоваться воздухововлекающие добавки. Наиболее прочными и долговечными являются плиты, изготовленные из гранитного наполнителя. Чтобы усилить прочностные показатели плит применяют технологию армирования. В качестве стального каркаса при этом используется ненапряженная и предварительно напряженная арматура. Последние способны выдерживать максимальные нагрузки. Ненапряженные каркасы создают из стержней марок А-1, А-3, А-3с, которые свариваются между собой или соединяются при помощи проволоки Вр1. Предварительно напряженные арматурные каркасы изготавливают из стержней А-5, АТ-4 и АТ-5.

В процессе изготовления используют специальные формы, в которых размещают две арматурные сетки на расстоянии относительно друг друга, которые впоследствии заливают бетоном. Для упрощения снятия опалубки ее стенки обрабатываются специальным раствором.

Чтобы раствор равномерно распределялся, а из его состава были исключены воздушные примеси и прослойки, используют различные вибрационные устройства и инструменты. Сушка дорожных плит осуществляется в форсированном режиме под воздействием горячего пара в специальных термокамерах в течение 10-12 часов. По готовности продукция извлекается из формы, производится распалубка и маркировка. Плиты на складах складируют штабелями на ровном основании с деревянными прокладками. Строповка для подъема и перемещения изделий осуществляется за монтажные петли или отверстия для цангового захвата.

Достоинства и недостатки дорожных плит

Железобетонные дорожные плиты обладают набором преимуществ, благодаря которым они заслужили высокую популярность. Среди них:

• высокая нагрузочная способность строительных элементов;
• простота укладки;
• высокая скорость проведения строительных и монтажных работ;
• относительно невысокая цена на изделия;
• наличие богатого ассортимента продукции. позволяющего выбрать строительные конструкции необходимой прочности и габаритов;
• высокая степень долговечности железобетона, который имеет срок службы не менее 40 лет;
• устойчивость к истиранию, влаге, перепадам сезонных температур и солнечному воздействию;
• инертность бетона, благодаря которой материал не вступает в реакцию с другими вещества и длительно сохраняет свои эксплуатационные качества и характеристики;
• устойчивость железобетона к коррозии;
• стойкость к любого вида деформации;
• наличие армирования;
• безопасность для экологии и окружающей среде по сравнению с асфальтом, который загрязнет грунт;
• возможность повторного применения. Плиты не разрушаются в течение многих лет и могут использоваться снова после демонтажа;
• возможность ведения строительных работ в любое время года и создания дорог, трасс и магистралей в условиях высокой влажности, пониженных температур, агрессивных сред.

Из недостатков изделий, а также поверхностей, выполненных на основе железобетонных плит можно отметить:

• наличие стыков, которые неизбежно формируются при укладке;
• повышенные затраты по сравнению с альтернативным способом укладки в виде обычного асфальтирования.

Виды плит – маркировка и классификация

В настоящее время существует несколько видов плит, которые регламентируются отраслевым стандартом ГОСТ 21924.0-84 и используются для обустройства дорог. Среди них:

• ПАГ – аэродромные плиты, выполненные по требованиям стандарта ГОСТ 25912-2015. Изделия представляют собой строительные элементы повышенной прочности, которые способны выдерживать значительные нагрузки тяжелого транспорт и чаще всего находят применение при оборудовании взлетно-посадочных полос аэродромов. ЖБИ рассчитаны на нагрузку до 75 тонн при минимальной температуре до -35°С;
• ПДН – дорожные плиты, выполненные по технологии предварительного напряжения. Изделия обладают повышенным запасом прочности и предназначены для применения в сложных условиях при температуре окружающей среды до -55°С с укладкой на мягкое основание;
• ПДП – дорожные плиты универсальные, которые могут находить применение для строительства, как постоянных, так и временных дорог с различной степенью нагрузки. Изделия способны выдерживать массу от 10 до 30 тонн при минимальной температуре среды -50°С.

Сфера рационального использования дорожных плит

Актуальность применения асфальта или железобетонных дорожных плит определяется исходя из индивидуальных условий строительства. Прежде всего необходимо учитывать климатические особенности региона и специфику грунта, на котором производится укладка покрытия, а также назначение полотна. В случае, если доступен вариант укладки дешевого покрытия, когда внешние условия позволяют сэкономить, рационально применять асфальт. Однако в том случае, когда идет речь об объектах высокой ответственности с наличие ряда сопутствующих факторов, рационально использовать дорожные плиты. В частности, изделия из железобетона считаются актуальными для:

• сооружения полотна крупных федеральных автодорог междугороднего значения;
• строительства трасс в северных районах, где преобладают низкие температуры;
• возведения временных автодорог к месту строительства объектов;
• обустройства взлетно-посадочных и рулежных полос аэродромов;
• сооружения площадок, а также полигонов, предназначенных для тяжелой строительной или военной техники;
• для организации инфраструктуры объектов высокого уровня ответственности специального назначения;
• строительства загруженных магистралей;
• обустройства железнодорожных переездов;
• сооружения надежного покрытия на сложных участках дорог;
• сооружения трамвайных путей.

Помимо этого, применение плит оправдано в тех случаях, когда по причине слабого и неустойчивого грунта использование асфальтового покрытия является невозможным, а также технически и экономически необоснованным.