CC BY
79
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ЦЕМЕНТОБЕТОННЫЕ СМЕСИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
1 2 Салимова Б.Д. , Худайкулов Р.М.
Email: Salimova681 @scientifictext.ru
1Салимова Барно Джамаловна - кандидат технических наук, доцент;
2Худайкулов Рашидбек Мансуржонович - доктор философии в области технических наук,
доцент,
кафедра изысканий и проектирования автомобильных дорог, Ташкентский институт проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог, г. Ташкент, Республика Узбекистан
Аннотация: в статье поднимается вопрос актуальности использования асфальтобетонных дорожных покрытий в настоящее время, в связи с появлением новых технологий и материалов. Как альтернатива асфальту рассматриваются характеристики цементобетонного покрытия для автомобильных дорог. Приводятся сравнения цементобетонных и асфальтобетонных покрытий. В статье сравниваются: продолжительность эксплуатации, экономичность и эксплуатационные свойства. Подчеркивается, что технология изготовления дорожного покрытия из асфальтобетона сложнее и требует экспертного контроля и точного соблюдения технологии строительства на всех этапах. Ключевые слова: цементобетон, асфальтобетон, дорожное покрытие, автомобильные дороги, эксплуатационные характеристики
CEMENT-CONCRETE MIXTURES IN THE CONSTRUCTION OF
AUTOMOBILE ROADS Salimova B.D.1, Khudaikulov R.M.2
1Salimova Barno Djamalovna - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor;
2Khudaikulov Rashidbek Mansurzhonovich - PhD in Engineering, Associate Professor, EXPLORATION AND AUTOMOBILE ROAD DESIGNING DEPARTMENT, TASHKENT INSTITUTE OF DESIGN, CONSTRUCTION AND MAINTENANCE OF AUTOMOBILE ROADS, TASHKENT, REPUBLIC OF UZBEKISTAN
Abstract: the article raises the issue of the relevance of using asphalt concrete pavements at present, due to the fact that new technologies and materials have appeared. As an alternative to asphalt, the characteristics of cement concrete pavement for roads are considered. Comparisons of cement concrete and asphalt concrete coatings are given. The article compares: the duration of operation, efficiency and operational properties. It is emphasized that the technology of manufacturing asphalt concrete pavement is more complicated and requires expert control and precise observance of the construction technology at all stages.
Keywords: cement concrete, asphalt concrete, road surface, highways, operational characteristics.
УДК: 691.32
Развитию автотранспортной инфраструктуры уделяется особое внимание во всем мире, в том числе и в Узбекистане. В настоящее время одной из первоочередных задач является строительство новых автомобильных дорог и реконструкция существующих. В
связи с этим важное значение имеет внедрение эффективных технологий и материалов, для строительства дорожного полотна [1].
Сегодня строительство автомагистралей в Республике Узбекистан ведется с использованием двух альтернативных материалов: асфальтобетона и цементобетона. Долгий период времени преимущество отдавалось асфальтобетону. Такое предпочтение объясняется тем, что в 60-е годы ХХ века наиболее оптимальной была признана технология изготовления дорожных смесей с использованием битума. Данный материал на тот момент отличался дешевизной, потому асфальтобетон был выгоднее других вариантов. Однако с тех пор цена битума заметно выросла и использование асфальтобетонного покрытия уже не выглядит оптимальным решением. Сегодня с экономической точки зрения цементобетон и другие материалы вполне конкурентоспособны по отношению к асфальтобетону.
Цементобетон для дорожного строительства получают путем смешения цемента с зернистыми материалами (щебень, песок), водой и специальными добавками, придающими покрытию заданные свойства (пластифицирующими, водоотталкивающими, воздухововлекающими, влияющими на время затвердения и др.). Затвердевшее полотно из такой смеси имеет необходимую жесткость, а также другие требуемые физико-механические эксплуатационные характеристики [2].
Решение в пользу выбора того или иного материала для дорожного полотна в значительной степени зависит от срока службы покрытия. На продолжительность службы влияют такие факторы: температурный режим, количество выпадающих осадков, циклы замерзания-оттаивания, глубина протекания грунтовых вод, температура и влажность слоя почвы, который находится непосредственно под дорожным полотном. Все это в комплексе воздействует на любое покрытие автомагистрали и постепенно его разрушает. Для сравнения, продолжительность эксплуатации асфальтобетона примерно в 4 раза ниже, чем цементобетона: 5-7 лет против 20-30. В западных странах примерно пятая часть всех автодорог имеет цементобетонное покрытие. Проведенные в Германии исследования показали, что после 23 лет эксплуатации практически все асфальтобетонные дороги требовали ремонта. При этом из цементобетонных дорог, эксплуатировавшихся в течение аналогичного периода, только 5% нуждались в реконструкции. Существуют примеры, когда покрытие из цементобетона служит без ремонта в течение многих десятков лет. В США уже разработаны технологии строительства дорог, которые планируется использовать до 120 лет без ремонта [3].
Также при выборе материала для дорожного покрытия должна учитываться экономическая составляющая. Строительство дорог из цементобетона обходится на 520% дороже, чем из асфальтобетона. Однако, если учесть все последующие расходы, которые приходится нести при ремонте автодорог в течение эксплуатационного периода, длящегося в среднем 25 лет, общие затраты на асфальтобетонные магистрали почти вдвое превысят затраты на цементобетонные. Для дорог с повышенной интенсивностью движения и активным передвижением крупнотоннажного транспорта преимущество покрытия из цементобетона становится очевидным.
Третий важный фактор, который необходимо учитывать при выборе покрытия, заключается в эксплуатационных свойствах материала, в том числе устойчивости к различным химическим, физическим и биологическим воздействиям, которые приходится испытывать покрытию на протяжении жизненного цикла.
На цементобетонном покрытии вероятность образования колеи ниже, поскольку материал покрытия более твердый. Даже при движении большегрузного транспорта цементобетон менее подвержен деформациям в сравнении с асфальтобетоном. Также цементобетон характеризуется лучшим светоотражением, при езде в ночное время на цементобетонных дорогах видимость лучше. При покрытии дороги по технологии, исключающей швы, движение транспортных средств по цементобетону более плавное. Цементобетон обладает хорошей стабильностью, поэтому он используется для изготовления покрытия на аэродромах, где полотно испытывает повышенные
нагрузки из-за высокой массы и скорости движения самолетов. Цементобетонное покрытие менее восприимчиво к погодным явлениям. Низкопористая структура не дает влаге проникать внутрь полотна, а высокая твердость не дает материалу деформироваться под действием высокой температуры, в то время как на асфальтобетоне при сильном нагревании могут проявляться битумные пятна, которые негативно сказываются на управляемости транспорта.
Следует учесть, что все перечисленные преимущества цементобетона обеспечиваются при соблюдении технологии приготовления смеси и укладки дорожного полотна.
Из относительных недостатков можно выделить то, что езда по цементобетонной дороге сопровождается большим шумом. Асфальтобетон благодаря своей пористой структуре лучше поглощает звуки. Однако шум при движении по цементобетону не превышает 5 дБ, что значительно тише, чем разговор двух людей (около 60 дБ).
Цементобетонное покрытие может эксплуатироваться в более широком температурном диапазоне, но технология его изготовления более сложная и требует особого внимания. К примеру, в условиях жаркого климата Узбекистана, при средней температуре летом 35... 40°С и относительной влажности воздуха 10... 25% цементная смесь может высыхать слишком быстро, что снижает его прочностные, деформационные и эксплуатационные свойства до 50% [4]. Цементное полотно, проложенное с нарушением технологии, в дождливую погоду задерживает на поверхности влагу, в то время как через асфальтобетонное покрытие вода достаточно легко просачивается в почву. Нельзя допускать расслоения цементобетона, которое заключается в том, что более тяжелые компоненты смеси оседают на дно, а легкие остаются сверху. Если изготовить дорожное полотно из расслоившегося материала, оно будет слишком быстро истираться и разрушаться.
Чтобы цементобетонная дорога имела необходимые высокие характеристики, приготовление смеси и укладку дорожного полотна необходимо выполнять в строгом соответствии с технологией. В этой связи от использования цементобетона в дорожном строительстве часто отказываются. Вдобавок к высоким требованиям к соблюдению технологии, имеются сложности в последующем ремонте покрытия. Однако дорога, построенная под строгим контролем качества и способная прослужить в течение всего планируемого жизненного цикла, не требует частого ремонта. Кроме того, современные технологии восстановления цементобетонных покрытий и новые материалы (мастики, полимерные пропитки, сухие смеси), позволяют быстро и эффективно реставрировать незначительные повреждения.
Исходя из изложенного выше, можно сделать вывод, что использование цементобетонного покрытия для автомобильных дорог в настоящее время имеет значительные преимущества перед асфальтобетонным, однако требует квалифицированной экспертизы и четкого соблюдения производственной технологии.
Список литературы /References
1. Salimova B.D., Pochujevskiy O.D. Innovative technologies in the construction and renovation sector of the automobile roads // In the collection: LXV International Scientific and Practical Conference «International Scientific Review of the Problems and Prospects of Modern Science and Education». Boston. USA. NOVEMBER 20-21, 2019.
2. Акулин В.А. Применение бетона в строительстве // Наука и образование сегодня, 2019. № 3 (38). С. 9-10.
3. Савченко Е.Т., Максин М.О. Анализ целесообразности строительства асфальтобетонных и цементобетонных автомобильных дорожных покрытий // Молодой ученый, 2016. № 21. С. 204-207.
4. Мамажонова Ф.М., Муминов Б.Б. Повышение качества бетона в условиях жаркого и сухого климата // Достижения науки и образования, 2018. № 17 (39). С. 12-13.
