Что такое жёсткий укатанный бетон? Или как построить бетонную дорогу без арматуры и опалубки.

[mechanismone.livejournal.com]

Ни для кого не секрет, что, при строительстве дорог, инженеры очень часто используют значительно более прочный железо-бетон, вместо привычного всем асфальта.
Тем не менее, несмотря на все свои плюсы, одним из самых дорогих, долгих и трудоемких этапов при строительстве бетонной дороги является укладка арматуры и подготовка опалубки.
Но возможно ли построить бетонную дорогу не используя арматуру и без монтажа опалубки?

Сегодня я расскажу о более дешевой и значительной более быстрой технологии укладки бетонного дорожного полотна без арматуры и опалубки. Мы посмотрим на весь рабочий процесс и детали работы с мало цементным особо жестким укатанным бетоном.

Традиционно начнем с небольшой истории.
Первые упоминания о разработке смеси укатанного бетона относятся в концу 1950-х годов, с его помощью было построено несколько дамб. В дорожном строительстве укатанный бетон был впервые применен в Канаде, в середине 1970-х. Одной из компаний, которая занималась вырубкой леса, понадобилась довольно большая площадка для хранения древесины. Было необходимо найти экономичный материал который был бы способен выдержать большие нагрузки. Выбор пал на укатанный бетон.Сегодня, как в США, так и в Европе, укатанный бетон используется довольно широко для строительства дорог, взлетно-посадочных полос в аэропортах и различных гидротехнических сооружений.

Что же такое бетон?
По определению бетон это искусственный строительный материал, который получается благодаря смешиванию цемента, различных заполнителей, например гравия и песка, с водой и дополнительными химическими элементами. Для того, чтобы понять отличия, давайте разберемся в том, как получается обычный бетон, к которому мы все привыкли.

Для того, чтобы получить обычный традиционный бетон, составляющие компоненты должны смешиваться в определенных пропорциях. 10% объема составляет цемент, 20% занимает вода и воздух, 30% это песок, 40% щебень или гравий. Расчетами состава бетона занимаются инженеры, подбирая правильные пропорции, после чего завод-изготовитель бетона должен очень точно смешать все компоненты в соответствии с расчетами.

Чем больше воды - тем менее прочен бетон. В свою очередь - если воды не хватает, то часть цемента останется сухой, и бетон получится бракованный. Цемента, в свою очередь, должно быть столько, чтобы все крупинки песка и гравия были окутаны им, т.к. цемент является связующим звеном. Гравий или щебень также должен быть прочным, т.к. при разрушении гравий или щебень будет первым элементом в бетоне, который разрушится. Различные химические добавки, пузырьки воздуха в бетоне, качество воды и соотношение гравия и песка так же влияют на прочность и поведение бетона, но это второстепенные факторы.

Несмотря на различные виды цементов, они все получаются на вид примерно одинаковыми, смесь, которая обладает средней вязкостью, по текучести похожа на кисель. Готовый бетон доставляют на строительную площадку в бетономешалках, после чего бетон заливают в опалубку и вибрируют, чтобы выгнать лишний воздух и обеспечить равномерную консистенцию смеси. Затем бетоноукладчик со скользящими формами формирует дорожное полотно. После укладки бетон остается мягким, и набирает первоначальную прочность в течении 7 дней.

А теперь давайте разберемся с тем, как получается жесткий укатанный бетон?
Малоцементные особо жесткие бетонные смеси содержат в себе примерно на 30% меньше цемента, по сравнению с традиционным бетоном. Соотношение воды и цемента также снижено примерно в 2 раза,
при этом в смеси полностью отсутствует крупный и средний щебень, только очень мелкий щебень и песок. В итоге бетон получается совершенно сухим, без какой-либо остаточной воды. По консистенции такой бетон напоминает влажный рассыпчатый песок.

В чем же преимущество укатки в сравнении с обычным бетоном?
1. Высокая, а точнее сказать, безумная, интенсивность бетонных работ, абсолютно недостижимая для традиционного бетона;
2. Очень низкие трудозатраты благодаря полной механизации всех операций и использованию высокопроизводительной техники;
3. Значительное снижение себестоимости работ, благодаря отсутствию опалубки, арматуры, швов, нижнего слоя асфальта, а так же более низкому расходу цемента;
4. Типичный проектировочный срок жизни бетона составляет 50 лет, благодаря 100% плотности и отсутствию швов, бетон маловосприимчив к окружающей температуре и влаге, так же отлично переносит значительные нагрузки. Насколько же прочен укат? Для примера отмечу, что плотины из укатки переживают 8-9 бальные землетрясения без каких-либо повреждений.

Но это все теория, давайте уже наконец строить!

Укладка укатки должна производится на очень хорошо уплотненное земляное покрытие. Для этого сначала срезается верхний слой плодородной почвы.
Затем, нижний слой грунта хорошо перемешивается с известью и водой, процесс перемешивания называется стабилизацией. Известь используется для того, чтобы сохранить постоянный процент влаги в почве.

Весь процесс стабилизации выглядит так: сначала почва увлажняется водой. Затем увлажненная почва опрыскивая известковой эмульсией. Затем на обработанный участок выходит стабилизатор, еще его называют ресайклером. Эта машина имеет фрезерно-смесительный ротор который перемешивает до 20 сантиметров почвы, создавая равномерно перемешанный слой почвы с известью и водой. После стабилизации, почва утрамбовывается катком-вибратором и закутывается геотекстилем, после чего засыпается гравием, который так же уплотняется катком-вибратором. Слой гравия будет служить дренажом для воды. Затем насыпается еще земля, которая так же стабилизируется, но не с известью, а с цементом. Теперь все готово для укладки бетона.

Весь бюргер выглядит так: в самом низу 20 см. стабилизированной почвы с известью, затем геотекстиль, потом 10 см. гравия для стока грунтовой воды, потом 30 см. стабилизированный почвы с цементом, и затем 46 см. бетона, в два слоя по 23 см. каждый.

Процесс укладки укатанного бетона так же очень сильно отличается от типичного армированного бетона, и выглядит как процесс укладки асфальта.
Во-первых, не используется бетоноукладчик, вместо него используется специальный асфальтоукладчик, который оборудован брусьями высокой трамбовки. Такой укладчик способен с первого прохода дать покрытию плотность от 90 до 96%.
Во-вторых, используются обычные асфальтовые катки-вибраторы, для того, чтобы достичь необходимой плотности материала, это очень важно. Плотность покрытия должна быть как минимум 99%, поэтому все, что не дотромбовал укладчик – остается каткам.

Также в бетоне отсутствуют термические швы. До недавнего прошлого их вообще не делали, с недавнего времени технология немного изменилась, и теперь температурные швы-надрезы режут дисковой пилой через несколько дней после укладки бетона. Затем надрез будет запломбирован силиконом. В принципе термические швы не нужны, но их присутствие сохраняет тело бетона без поверхностных трещин более длительное время .

Поверхность укатки после проходки укладчика очень твердая, по ней можно свободно передвигаться. Никаких следов, в отличие от традиционного бетона, на укатке не останется.
По пятам за укладчиком идут лаборанты – их задача проверить плотность покрытия и процент воды в полотне. Скорость непрерывной укладки составляет до 2 метров в минуту. Традиционный бетон укладывается со скоростью до метра в минуту, а так же частыми остановками из-за перерывов в подаче бетономешалок на строительную площадку.Толщина одного слоя покрытия может доходить до 25 см, а ширина укладываемой полосы до 9 метров.

Через 3 дня после укладки полотна при помощи сверл будут взяты образцы бетона, задача этих образцов проверить плотность соприкосновения двух пластов бетона между собой,
ну и вторично – проверить прочность самого бетона. Взятые цилиндры будут разрушены в лаборатории. Полотно готово к полной службе через 7 дней, а не через 28, как обычный бетон.

А как же дела у России с укаткой? Никак. Технология почти не используется, тем не менее, хочу напомнить, что в период 60х - 80х годов СССР являлся одним из лидеров в этой области строительства.

Кстати, про традиционную укладку дороги с использованием железобетона - на канале Как это сделано есть ролик, ссылка в описании.

Comments

[lj-frank-bot.livejournal.com]

Hello!
LiveJournal categorization system detected that your entry belongs to the category: Технологии (https://www.livejournal.com/category/tehnologii?utm_source=frank_comment).
If you think that this choice was wrong please reply this comment. Your feedback will help us improve system.
Frank,
LJ Team

[sviatoy-duhh.livejournal.com]

\\Затем насыпается еще земля

Что есть "земля", или "почва" в вашем описании?

[mechanismone.livejournal.com]

Грунт, который обладает достаточными свойствами для поддержки необходимых нагрузок. В данном случае, это естественный слой грунта, который был срезан, и перемещен в друое место для хранения, при начале строительных работ.

[livejournal.livejournal.com]

Здравствуйте! Ваша запись попала в топ-25 популярных записей LiveJournal северного региона (http://www.livejournal.com/ratings/?rating=ru_north). Подробнее о рейтинге читайте в Справке (https://www.dreamwidth.org/support/faqbrowse?faqid=303).

[youmaydiealone.livejournal.com]

По всему что тут написано, выходит что это просто супер-технология со сплошными преимуществами. Было бы интересно узнать, в чем же всё-таки недостатки и ограничения.

[vadim-us.livejournal.com]

Процент дорог из цементобетона: США - 60%, Китай - 50%.

[ardelfi.livejournal.com]

Большие залитые площади неизбежно трескаются. Не видел ещё такой залитой полянки без трещин от края до края. На момент сдачи клиенту их нет, выглядит шикарно, а потом как всегда. :)

[ardelfi.livejournal.com]

В СССР готовые железобетонные плиты использовали. Скорость укладки тоже очень большая. :)

[mechanismone.livejournal.com]

Некоторые участки живы до сих пор.

[vlkamov.livejournal.com]

Едешь по плитам "тыгдык-тыгыдк".

[livejournal.livejournal.com]

Здравствуйте! Ваша запись попала в топ-25 популярных записей LiveJournal России (http://www.livejournal.com/ratings/?rating=ru)! Подробнее о рейтинге читайте в Справке (https://www.dreamwidth.org/support/faqbrowse?faqid=303).

[randomly-bk.livejournal.com]

Укатывал тощий бетон. Но это на любителя. Надо песка, щебня, желательно Дорнит. Армировать не надо.
В РФ бетонные дороги, как я считал, стоят дороже асфальтовых в 3 раза. Из тощего бетона все равно дороже, несмотря на низкую марку бетона от 25 до 75.

[von-hoffmann.livejournal.com]

...тем не менее, хочу напомнить, что в период 60х - 80х годов СССР являлся одним из лидеров в этой области строительства...

Только ужасное состояние советских дорог до сих пор с дрожью вспоминают водители старшего поколения.

[oldpapuas.livejournal.com]

Под Волгоградом есть участок дороги, между Рогачиком и поворотом на Карповку, который делали американцы в процессе выбора технологий перед началом строительства т.н. "Ростовской трассы". Участок стоит до сих пор целёхонек. Бетон, арматура в виде струн, асфальт. Имеет дурное свойство - когда после российского асфальта выходишь на уток участок, то кажется, что заглох двигатель. Настолько ровное покрытие. Это конец 1960-х - начало 1970-х.

[marusialimovak.livejournal.com]

Ехал по недавно отремонтированному бетонному участку дороги Днепр-Решетиловка,это нищая Украина,возглавляемая клоуном,есличО...
Дорога настолько гладкая,что были опасения,что сильный боковой ветер снесет машину с дороги,но НЕТ!
Сцепление колес с дорогой отличное

[eugene katyukhin (from livejournal.com)]

У нас в канадском городке собственно все бетонное - и скоростные дороги и улицы и тротуары. Толщина бетона явно ниже, чем здесь указано, арматуру на дорогах кладут, на тротуарах нет. На дорогах еще тонкий слой асфальта. И явно не 28 дней ждут

[mechanismone.livejournal.com]

При строительстве дорог применяюся химические добавки, которые значительно ускоряют набор прочности, обычно после 3-х дней можно открывать дорогу. Тем не менее, несмотря на добавки, проектировочная прочность набирается так же в течении 28 дней.

[ivansemenov7373.livejournal.com]

Ужасный перевод, автор не разбирается ни в терминах, ни в технологии.
Цель статьи тоже не ясна. Это экономически выгодно? Наверняка, нет.
Скорость? Зачем она нужна при укладке дорог?

"срок жизни бетона составляет 50 лет" - ну так покажите ту площадку для хранения леса в Канаде.
"Для примера отмечу, что плотины из укатки переживают 8-9 бальные землетрясения без каких-либо повреждений" - ссылку дадите?

[mechanismone.livejournal.com]

О ужас, как же мне теперь спать.
Про 50 лет - легко, в США полным полно шоссе, с куда большим возрастом, более того, многие из них находятся в тестовых режимах по сей день, и реестр есть на сайтах ДОТ, про них я уже рассказывал. Терминалы порта, которые показаны на видео построены в конце 70-х, и ремонтируются капитально только сейчас, спустя ровно 50 лет.
Что касается плотин, Суусамырское - Токтогульской ГЭС, Курпсайская ГЭС, Спитакское - плотина Ахурянской ГЭС, Сычуаньское – плотина Шапай и многие другие за пределами бывшего Союза. Есть много книг, которые подробно разбирают эти вопросы.

[aso.livejournal.com]

- Железобетон хорош тем, что сам бетон работает на сжатие, а железо - на растяжение. Т.е. каждый материал - в той области нагрузок, в которой он лучше.
Неясно, откуда у укатанного бетона такое счастье.
- Железобетон на дорогах плох тем, при несоблюдении правил эксплуатации и износе поверхности дороги - железная арматура способна создать куда большие проблемы, нежели чем просто "яма в асфальте" (есть у нас в городке один участочек, где лет десять назад - торчала арматура наружу, правда это внутриквартальный проезд - и трафик там небольшой).
- Бетон действительно прочен. В моём детстве, в одном маленьком городке на Южном Урале - все лороги и дорожки делались из бетона, асфальта там не было, почему-то. В детском саду я наблюдал как-то, как экскаватор пытался вскрыть пешеходную дорожку, что-бы проложить канаву - ничего не получилось, выбило шланг гидросистемы и он сдался. На следующий день приехал компрессор с отбойным молотком - и через дорожку пробили щель. Заделанные её следы - я потом наблюдал спустя три десятилетия, когда уже взрослым - стал бывать в этом городке.
- Все современные дороги, насколько можно судить - имеют в качестве основания - бетонное ложе, и только верхнее покрытие является асфальтобетонным. Собственно, чаще все го - именно его и ремонтируют.
- Жёсткий укатываемый бетон, насколько можно судить по результатам быстрого гугления - не предназначен для создания дорожного покрытия, он может использоваться для создания основания дороги и требует "закрыть" себя сверху чем-то.
- Не совсем понятно, почему жёсткому укатываемому бетону не требуются тремошвы - он не расширяется от температуры? Жёсткость в этом случае отнюдь не способствует исключению швов.
- Ах да. Основной фактор, не способствующий долговечности российских дорог - зима, отрицательные температуры и термоциклы. Сам лично попал в начале 2000х под Уфой на М5 в передрягу в начале апреля - снег уже растаял, а дорожный ремонт ещё не провели. В конце апреля на том же участке - уже всё было более-мении нормально.

Под Уфой в середине 90х - имелся участок на страссе М5 с бетонным порытием - чрезвычайно гладким (что не есть хорошо, вообще говоря) - но он был разбит не то трещинами, не то термошвами - на регулярные участки. Одна трещина шла по осевой линии - и поперечные дробили полотно дороги на "плиты" практически квадратной формы.

А, ну и ещё немного ссылочек. Которые показывают, что не всё так однозначно.
https://salecement.ru/zhestkij-ukatyvaemyj-beton/
https://files.stroyinf.ru/Data1/56/56235/index.htm

[stone-lizzard.livejournal.com]

Каждый раз читая про термоциклы и зимы плачу огромными слезами. Как же не повезло 1/6 части суши с климатом то

[b-graf.livejournal.com]

Дешевле всего хорошую дорогу делать из краденых или иным способом бесплатно прихватизированных плит, укладывая на песок, потом в крайнем случае тонко заасфальтировать, лет через 20-30. Опыт СНТ :-)

[siron-nsk.livejournal.com]

А отверстия от проб у вас как заделывают? И как скоро?
У нас прост их пилят прямо на колее и так бросают навсегда.

Не обидно, что столько стараний, а просмотров совсем мало? Вроде и контент достаточно редкий и сделано неплохо.

Свёрел, кстати, а не свёрл.

[mechanismone.livejournal.com]

Обычно заделывают сразу, как только вода от дрели высохнет, чтобы не падал в дырку мусор всякий. Используют специальные растворы на эпоксидной основе или прочный бетон, например Sikacrete или ShepPoxy.
Я делаю видео в виде хобби и не выкладываю их часто, поэтому не ожидаю миллиона просмотра, кому интересно - тот подписан, хотя планирую их делать намного чаше сейчас, думаю и зрителей будет больше. Некоторые видео я отдаю на канал Как это сделано, там много просмотров.

[severr.livejournal.com]

во-во, автобан Дюнкерк-Лилль в начале 2000 забабахали по "прогрессивной американской технологии", после чего он уже через год пошел волнами и колдобинами... только лет 5 как закончили переделывать без "прогрессивности"

[rolvel.livejournal.com]

Не смог дочитать, кровь из глаз пошла.

[pustota-live.livejournal.com]

Тут действительно, некая подмена понятий, поскольку в европейской классификации «укатка» называется связанным гранулированным материалом CBGM, есть даже отдельный стандарт. Материал предназначен для создания подложки, базы для сильно нагруженных площадок, таких как порты и ВПП. Основное отличие от классического бетона это малое содержание цемента - всего 2-4%, второе отличие - гармонизированная гранулометрия, то есть не просто гравий с песком, а гравийная смесь с фракциями от 0 до 27 или более мм (дорожная смесь) для облегчения максимального уплотнения. Прочность покрытия довольно низкая 5-10 мпа, обычный бетон - 30-40 мпа. Необходим верхний слой асфальта или брусчатки.
Такая технология применялась для строительства крупнейшего в Европе контейнерного терминала в порту Роттердама- Маасвалк. Применение для обычного дорожного строительства дороговато и технологически не оправдано. Основная проблема - это сохранение оптимальной влажности смеси на этапе транспортировки, все Технологические звенья должны работать как часы, любая задержка в 20 минут и участок придётся утилизировать. Время жизни готовой смеси около 2х часов, за это время её надо довезти, уложить, уплотнить и успеть уложить второй слой, иначе не будет связки между слоями. Всё это реально при «расстрельном» контроле качества, что нормально для строительства порта и является фантастикой для дорожного строительства.

[mechanismone.livejournal.com]

В Америке это называется RCC, и тоже есть стандарт.
Время жизни смеси - 1 час, а не 2, рекомендуемое - 45 минут.
Стандартная прочность на сжатие у уката 35 мпа, а не 5-10, при желании можно получить 50, но для дорожного строительства это не нужно.
Что касается укладки, то завод ставится вплотную к месту строительства, поэтому время дороги занимает максимум 10 минут, половину из которых самосвал будет стоять в очереди к укладчику, и никаких проблем с качеством нет.

[poulsam.livejournal.com]

А кто-то из бетонозаводов смесь-то производит?

[mechanismone.livejournal.com]

Мобильный завод ставится рядом со стройплощадкой.