Цементобетонные покрытия в США: проектирование

Автор Б.С. Радовский, д.т.н., профессор, Лос-Анджелес, США

Еще о конструкциях жестких дорожных одежд в США и Канаде

В США монолитные цементобетонные покрытия можно увидеть повсеместно: на автомобильных дорогах с интенсивным движением (рис. 1), на городских улицах (рис. 2 и 3) и тротуарах (рис. 4), на аэродромах, автостоянках и промышленных предприятиях. В первом обзоре мы рассматривали различные типы конструкций жестких дорожных одежд и их эволюцию. Надо отметить, что толщину покрытия определяют расчетом конструкции на прочность, а конструкцию выбирают на основе имеющегося опыта. В этом отношении опыт северных штатов США и особенно Канады представляет для России, Беларуси, Украины и Казахстана особый интерес.

В канадской провинции Квебек обычный диапазон температур находится в пределах от -30°С зимой до 30°С летом, выпадает от 800 до 1400 мм осадков в год, а глубина промерзания составляет от 1,2 до 3 м (Taylor, 2007). Сейчас в Квебеке, имея 60-летний опыт, строят цементобетонные покрытия двух типов: простые со швами (Jointed plain concrete pavement – JPCP) и непрерывно армированные (Continuous reinforced concrete pavement– CRCP).

В 1950-х и 1960-х годах в Квебеке строили армированные со швами (Jointed reinforced concrete pavement – JRCP) бетонные покрытия с толщиной плиты 23 см, но имелось много проблем с преждевременным разрушением вблизи швов. В 1970-х попробовали переключиться на простые со швами (Jointed plain concrete pavement – JPCP) той же толщины и без штырей в швах сжатия, но тогда наблюдались быстрое образование уступов в швах, а также неровности, вызванные морозным пучением. В 1980-х в Квебеке попытались перейти на JPCP с толщиной плиты 20 см, но появилось много трещин и разрушений, вызванных морозным пучением. В итоге к началу 1990-х почти все ранее построенные бетонные покрытия в Квебеке нуждались в реконструкции.

В 1994 году было решено принять на вооружение последнее издание Руководства по проектированию дорожных одежд, выпущенного под эгидой Американской ассоциации государственных дорожно-транспортных служащих – AASHTO (AASHTO, 1993). В соответствии с методикой AASHTO были запроектированы и построены два типа жестких дорожных одежд, рассчитанных на 30-летний срок службы с надежностью 50% и с толщиной, достаточной для противостояния морозному пучению.

Первый тип конструкции представлял собой простую жесткую конструкцию со швами сжатия (JPCP). Толщина бетонной плиты в зависимости от расчетной интенсивности движения изменялась от 25 см до 32,5 см. Требуемая прочность бетона на сжатие – 35 МПа. В швах сжатия устанавливались стальные штыри, и швы герметизировали. Стандартное расстояние между швами сжатия – 5 м. Штыри устанавливали на основание в «корзинках» до бетонирования покрытия. Плита укладывалась на щебеночное основание толщиной 15 см. Под ним предусматривалось дополнительное основание из неукрепленного зернистого материала с толщиной, достаточной, чтобы противостоять морозному пучению. Обочины устраивали из цементного бетона.

После таких изменений в типовых конструкциях JPCP, внесенных в 1994 году, трещины наблюдались в менее чем 1% плит. Основным видом разрушения было поверхностное скалывание бетона в швах или углах, которое легко отремонтировать.

Со вторым типом конструкции в Квебеке начали экспериментировать в 2000 году. На шоссе 13 построили жесткую дорожную одежду с непрерывно армированным покрытием (CRCP) в пределах трех полос движения на участке протяжением 2 км (Thébeau, 2004). Толщину плиты устроили равной 27 см с продольным армированием в количестве 0,70%. Требуемая прочность бетона на сжатие – также 35 МПа. Для непрерывно армированных покрытий разрешается применять портландцемент в сочетании с цементирующими веществами – молотым гранулированным доменным шлаком и золой уноса. Диаметр продольной арматуры – 19,5 мм, поперечной – 16 мм.

Продольная арматура лежит на поперечной и покрыта 9 см бетона, то есть находится на глубине 1/3 толщины плиты. Плита была устроена поверх щебеночного основания, под которым имелось дополнительное основание из неукрепленного зернистого материала. Спустя 30 месяцев длина волосяных трещин (которые неизбежны, поскольку покрытие бесшовное) составляла в среднем 
0,85 м на 1 кв. м, а средняя ширина раскрытия трещины, измеренная при температуре от 18 до 22°С, составляла около 0,1 мм.

Полную версию статьи читайте в номере.

Прочитано 1776 раз

Оставить комментарий

Убедитесь, что вы вводите (*) необходимую информацию, где нужно
HTML-коды запрещены

Заявка на подписку

Заполните это поле.
Введите, пожалуйста, адрес электронной почты!
Укажите версию подписки
Укажите период подписки
Введен недействительный тип данных
Введен недействительный тип данных
Заполняя данную форму, я передаю свои персональные данные в компанию АО "Издательство Дороги" и выражаю согласие на их последующую обработку и хранение в соответствии с ФЗ РФ №152 "О персональных данных"