Бетон: дороже, но дешевле

25.09.2014

Глава Государства при посещении строительства второй МКАД поставил задачу широкого использования бетона. Весь дорожно- строительный комплекс страны разворачивается в сторону бетонных дорог. Чего ждать профессиональным дорожникам и рядовым пользователям автострад? Александр Новохрост побеседовал со специалистами ГП «БелдорНИИ» — первым заместителем директора Сергеем Богдановичем и начальником лаборатории минеральных вяжущих и бетонов Валерием Киселевым.

— Сергей Валерьевич, мы много лет строили дороги с асфальтобетонными покрытиями. И вдруг бетон. Как активный пользователь Интернет признаюсь — на форумах только и пишут, что все только потому, чтобы израсходовать цемент...

- На самом деле цементобетон - очень перспективный материал для дорожного строительства, который был у нас недооценен. И хорошо, что сейчас политика начинает меняться. Вспомните, наша страна находится на перекрестке транспортных путей с Запада на Восток и с Севера на Юг. Через нас идет огромный транзит, и значительная его часть приходится на автомобильные дороги. Асфальтобетон уже не выдерживает такого количества автопоездов, каждый из которых - 40-44 тонны. Отсюда преждевременное разрушение покрытий, трещины, колея, другие дефекты. Цементобетон - материал гораздо более стойкий по отношению к транспортной нагрузке. У него прочность намного выше - в среднем в 2,5-3,5 раза по сравнению с асфальтобетоном. В случае применения новых технологий высокопрочного бетона надежность такого рода покрытий может в 7 раз превысить этот показатель у асфальта. Согласно данным наших немецких коллег, через 23 года эксплуатации только 5% бетонных дорог требуют ремонта. Для асфальтобетонных путей этот показатель составляет 80-100%. По современным исследованиям при цементобетонной постройке дорог можно обеспечить гарантированную 40-50-летнюю эксплуатацию даже при нагрузках 13 т на ось. Не случайно почти все знаменитые немецкие автобаны построены именно с помощью этой технологии. Есть и другие преимущества, влияющие на безопасность движения, - лучше цветовые показатели, лучше видимость поверхности даже в неблагоприятных атмосферных условиях, хорошие сцепные качества шин с дорожным покрытием. Исследования, проведенные в Германии, показывают, что на бетонных автострадах число ДТП на 32% меньше, чем на асфальтобетонных покрытиях. Есть возможность полной и безопасной регенерации бетона. Новые технологические решения - так называемый «отмытый бетон» - позволяют обеспечить даже более низкий уровень шума на цементобетонных покрытиях - критерий, долгое время являвшийся одним из доводов в пользу асфальта.

- Выходит, цементобетон целесообразно применять на транспортных коридорах, там, где большой грузопоток?

- Там в первую очередь. Но эта технология отлично подходит и для местных дорог. В некоторых странах Европы, к примеру, процент дорог (в особенности региональных) с цементобетонным покрытием достигает 50% и более. Наиболее характерным является пример Бельгии. Интересны причины, по которым в этой стране было отдано предпочтение цементобетону при строительстве дорог. Значительная их часть была построена в начале пятидесятых годов, и финансировалось правительством страны. Однако после сдачи в эксплуатацию, все расходы по содержанию полностью легли на районные власти. Низкая стоимость содержания цементобетонных автострад явилась в этих условиях основным критерием выбора. По этой же причине все чаще отдают предпочтение этому техническому решению и в Польше при строительстве путей сообщения в регионах. Широко распространены такие дороги также в Голландии, Швейцарии, Германии. Здесь можно развеять миф о якобы более высокой стоимости цементобетона по сравнению с асфальтобетоном. Да, единовременные затраты на строительство будут несколько выше. Но дорога строится на много лет. И вот здесь за счет более низких затрат на содержание и большего срока службы цемент значительно превосходит асфальт по ценовому показателю.

- Приходилось слышать, что с бетоном тяжело работать, строители его не очень жалуют. Это правда?

- Бетон не прощает ошибок. Здесь не получится сфрезеровать и переустроить бракованный участок. Поэтому требуется на порядок более высокая культура производства. Приходилось встречаться с таким мнением: страна, которая строит бетонные дороги, по уровню развития находится в дорожной «табели о рангах» выше страны, которая такие дороги не строит. Освоят ли наши дорожники эту технологию? Я думаю, без сомнения. Посмотрите, как они могут работать с асфальтобетоном: ровность новых участков, например на трассе Минск - Гомель, практически идеальная. Достичь такой ровности совсем не просто. Но ведь смогли. Получится и с бетонным покрытием.

- А смогут ли дорожники значительно нарастить объемы строительства цементобетонных дорог? Ведь основная сеть дорог уже давно построена.

- Да, в целом сеть уже сформирована. Но сейчас у нас много дорог реконструируется. В регионах много дорог не только с гравийным, но и с грунтовым покрытием. Развернуться есть где. Многое зависит от финансирования. Если оно будет, то, я думаю, наши дорожники смогут все. А существуют еще и технологии ремонта изношенных асфальтобетонных покрытий с применением цементобетона.

- Обычно у нас делали наоборот: перекрывали бетон асфальтом. Можно поподробнее?

- Это новая для нас технология. Даже термин для нее еще не сложился. На английском это называется whitetopping. Может быть, можно использовать сочетание «белое покрытие». Способ впервые был применен в США в 1918 г. Технология эпизодически использовалась в 50-х и 60-х годах, прежде всего для увеличения несущей способности существующих широкополосных магистралей и местных дорог. До 1991 на большинстве участков дорог, построенных по технологии whitetopping в США, преднамеренно не устраивалось сцепление между асфальтобетонным и цементобетонным слоями. Скорее, существующий асфальт рассматривался как основание. Сегодня такой способ называется обычным, или классический whitetopping, и определяется как «бетонный слой покрытия, обычно толщиной 100 мм или более, расположенный непосредственно на поверхности существующего покрытия из асфальтобетона». При этом пласт бетона составляет более 20.3 см. Проектирование такого слоя производится по стандартным правилам, которые предполагают, что существующая асфальтобетонная дорожная одежда представляет собой устойчивый фундамент. Новый метод реабилитации асфальтового полотна был разработан в начале 90-х годов. Эта методика требует максимально прочного соединения относительно тонкослойного цементобетона и существующего асфальтобетона для создания комбинированного участка дорожной сети. В результате покрытие рассматривается как одно смешанное, а не как два различных слоя. При этом возможно применить более тонкий слой бетона, по сравнению с участками классического «белого покрытия». Толщина в этом случае составляет 100 - 200 мм. Иногда такую технологию называют «тонкий whitetopping». Следующим шагом в развитии этой системы явилось снижение толщины бетонного слоя до значений менее 100 мм. В Северной Америке эта технология получила название «сверхтонкий whitetopping», или UTW (ultra thin whitetopping). Кроме небольшого пласта бетона и прочного сцепления слоев, при данном способе крайне важным является нарезка швов через короткие промежутки. UTW рекомендуется использовать при толщине существующего асфальтобетона h=100 мм и более. Расстояние между стыками следует принимать равным 12h - 15h. В любом случае оно, как правило, не превышает 1.8 м. Часто применяют бетон, усиленный волокнами. При проведении работ по устройству слоя «белого покрытия» используют те же комплекты машин, что и при строительстве обычного цементобетонной дороги (в скользящей опалубке или в стационарной с использованием виброрейки). При этом различают три основных случая. 1. Устройство пласта непосредственно на существующем асфальтобетоне без проведения каких-либо дополнительных работ или с укладкой выравнивающего слоя из асфальта. Используется в тех случаях, когда глубина колеи на покрытии не превышает 5 см. 2. Устройство цементобетонного слоя после проведения холодного фрезерования существующего асфальтобетона, имеющего целью устранить значительные неровности на покрытии, в том числе колею глубиной более 5 см. Обычно достаточной является глубина фрезерования 25 - 75 мм. 3. Слой бетона устраивается после выполнения выравнивания существующего покрытия с применением асфальтобетона. Способ применяется в тех случаях, когда неровности превышают 50 мм. Недостатком технологии является увеличение общей стоимости работ.

- Какие еще существуют способы применения цемента и цементобетона для дорожных покрытий?

- Способов много. Это и непрерывно армированные покрытия, и сборки из железобетонных плит, и покрытия из тротуарной плитки. Существуют, кстати, машины для механизации укладки плитки. Не все технологии, правда, безоговорочно подходят нам: что-то по ценовому фактору, что-то просто рано использовать - нет таких транспортных нагрузок. О том, что можно применить прямо сейчас лучше расскажет Валерий Владимирович.

- Валерий Владимирович, что можете добавить?

- Уже было сказано, что бетон - материал недооцененный. Полностью с этим согласен. Только в отличие от строителей «БелдорНИИ» никогда не прекращало работу с цементом и бетоном. Сформирована в основном нормативная база. Разрабатываются и технологии. Две из них мы готовы предложить строителям прямо сейчас. В первую очередь они подходят для дорог с не очень напряженным движением. Первая технология - это использование жестких (уплотняемых катками) бетонных смесей. Положительным моментом использования этих смесей является тот факт, что не требуется закупка дорогостоящего бетоноукладчика, а только высокопроизводительной мобильной легко монтируемой бетоносмесительной установки. Для укладки смеси рекомендуется использовать обычные асфальтоукладчики на гусеничном ходу. Толщина такого слоя должна быть на 5% - 10% больше проектной толщины слоя и уточняется при пробном бетонировании. Интервал времени от выпуска бетонной смеси до ее уплотнения не должен превышать 90 мин и определяется погодными условиями, температурой смеси и воздуха. Укатывается такая смесь виброкатками массой 8 - 10 т. Можно использовать статические гладковальцевые и тяжелые пневмошинные катки. Второй способ также рекомендуется к применению для местных дорог при устройстве оснований и покрытий из грунтов, гравийно-песчаных смесей, укрепленных цементом, а также при ремонте разрушенных гравийных и не подлежащих восстановлению асфальтобетонных покрытий. Производство работ осуществляют с применением грунтосмесительной машины - ресайклера (типа Caterpillar RM-500, Wirtgen WR 200 и т.п.), оборудованной системой введения в грунт верхнего слоя земляного полотна цемента, в том числе в виде суспензии, специальных добавок и воды с одновременным перемешиванием образующейся смеси за один проход машины. При укреплении старых гравийных и асфальтобетонных покрытий выполняется предварительное рыхление старого слоя с помощью ресайклера. Максимальная глубина перемешивания цемента с укрепляемыми материалами - до 500мм. Смесь цемента с укрепляемыми компонентами профилируется автогрейдером до достижения необходимого рельефа автомобильной дороги и уплотняется отрядом катков. После чего осуществляется уход за устроенным конструктивным слоем с помощью пленкообразующих веществ или другими методами. Завершающей операцией является устройство поверх пласта, укрепленного цементом, защитного слоя на основе органических вяжущих (асфальтобетонное покрытие, двойная поверхностная обработка и др.). Замыкающие слои устраиваются через 7-10 суток при применении при устройстве основания (покрытия) только цемента. Дополнительное введение модифицирующих добавок позволяет сократить время до укрепления замыкающего слоя до 3-5 суток. Допускается укладка вышележащих слоев в ряде случаев на следующий день после устройства основания, не осуществляя при этом ухода за конструктивным пластом с помощью пленкообразующих веществ.

- А какую помощь здесь институт может оказать строителям?

- Мы можем выполнить весь комплекс работ по сопровождению технологии: от подбора состава до разработки рекомендаций по содержанию готового покрытия. К сожалению, теперешние наши реалии таковы, что без должного научно-технического сопровождения с бетонными технологиями можно и не справиться.

- То есть строители бетонных дорог — ваши потенциальные клиенты на ближайшие годы?

- Строители - да. Но не только они. На выставке «Будпрагрэс» у института был свой стенд. Мы наблюдали необычно большой интерес к данной теме со стороны коммунальных предприятий, различных проектных организаций из областных центров. Хочу сказать: институт готов помочь всем в проведении технической учебы, определении с конструкциями и материалами дорожных одежд.

- Будем надеяться, что строительство цементобетонных дорог не превратится в кратковременную кампанию, и наша страна получит новые прочные пути сообщении, укрепив имидж транзитного государства.