Приложение А
Особые требования к дорожному бетону
-
Бетон покрытий и оснований по прочности следует характеризовать классом по прочности на растяжение при изгибе Вtb и на сжатие В
(СП 34.13330.2012, СП 78.13330.2012, [7]).
Прочность дорожного бетона на растяжение при изгибе является нормируемой расчётной характеристикой, которая используется в расчёте толщины покрытий и оснований жёсткой дорожной одежды и обеспечивает несущую способность плиты.
Прочность дорожного бетона на сжатие является нормируемой характеристикой, которая определяет его стойкость к износу, истиранию, против скалывания на кромках плит (для этого назначают Rт ≥ 40,0 МПа), время нарезки деформационных швов в затвердевшем бетоне с помощью алмазного инструмента, а также сметную стоимость бетона.
Прочность дорожного бетона на сжатия определяют и оценивают во всех случаях.
Соотношение прочности бетона на сжатие и на растяжение при изгибе (R/Rtb) косвенно характеризует предельную деформативность, выносливость, трещиностойкость дорожного бетона: чем ниже (R/Rtb), тем выше выносливость и трещиностойкость дорожного бетона, при одинаковой величине R.
Отношение (R/Rtb) в дорожном бетоне зависит от:
отношения прочности цемента при сжатии к прочности при изгибе;
содержания вовлечённого воздуха в бетонной смеси;
принятой величины В/Ц;
фракционного состава и природы песка и щебня;
условий твердения и др. факторов.
Примечания
1 Отношения прочности цемента при сжатии к прочности при изгибе не является постоянной величиной для разных цементных заводов одного и того же класса или марки по прочности на сжатие. Например, два цемента марки 500 по ГОСТ 10178 могут отличаться величиной прочности при изгибе.
2 Вовлечённый воздух в большей степени снижает прочность бетона на сжатие, чем на растяжение при изгибе.
3 Прочность бетона на сжатие в большей степени, чем прочность на растяжение при изгибе, изменяется с изменением величины В/Ц.
4 Использование карбонатных пород и мелких фракций заполнителя при прочих равных условиях повышает прочность дорожного бетона на растяжение при изгибе и практически не влияет на его прочность на сжатие (для марок известнякового щебня 600 и выше по прочности по дробимости, ГОСТ 26633).
5 Неравновесное влажностное состояние бетона по сечению образца (например, подсушивание) в большей степени снижает прочность бетона на растяжение при изгибе, чем на сжатие.
Состав дорожного бетона следует подбирать по ГОСТ 27006 из условия обеспечения обоих требуемых значений прочности, соответствующих проектным классам бетона по прочности, на растяжение при изгибе  и на сжатие RТ.
При этом, в начале строительства, до получения результатов производственного контроля прочности бетона по ГОСТ 18105, рекомендуется дорожный бетон подбирать с 10 % запасом, из условия обеспечения уровня прочности (МПа):
 (А.1)
 (А.2)
Здесь принят коэффициент Кт = 1,305 для среднего коэффициента вариации прочности бетона  = 13,5 % (при контроле по партиям по схеме А ГОСТ 18105).
Подбор состава дорожного бетона должен также обеспечивать достижение:
требуемой проектом марки по морозостойкости (при совместном действии мороза и солей-антиобледенителей для бетона покрытий, марку F2 по ГОСТ 10060, и при испытании в пресной воде, марку F1 для бетона оснований, ГОСТ 26633);
заданной удобоукладываемости бетонной смеси, на ЦБЗ и на месте укладки бетона (должно быть указано в ППР или технологическом регламенте);
нормируемого содержания вовлечённого воздуха в бетонной смеси для бетона покрытий, на ЦБЗ и на месте укладки бетона (ГОСТ 26633, ГОСТ 7473);
требуемой сохраняемости бетонной смеси во время транспортирования и технологических перерывов (СП 78.13330.2012, [4], указывается в ППР или технологическом регламенте);
её удобообрабатываемости ([4]).
Примечание – Термин «удобообрабатываемость» бетонной смеси характеризует возможность выполнить обработку (отделку) поверхности свежеуложенного покрытия, в том числе, механизировано, и обеспечить при этом требуемую его ровность и сплошность, без возникновения технологических (отделочных, сдвиговых) трещин (разрывов поверхности), без образования блочной структуры бетона в поверхностном слое плиты покрытия или основания, а также создать на поверхности свежеуложенного покрытия искусственную шероховатость глубиной от 1 мм до 3 мм (СП 78.13330.2012, [4]). Удобообрабатываемость бетонной смеси определяют при пробном бетонировании.
Сохраняемость свойств бетонной смеси для дорожного бетона – способность в определённых, задаваемых технологией работ в конкретных условиях строительства, пределах сохранять удобоукладываемость бетонной смеси и объём вовлечённого воздуха в смеси для бетона покрытий во время транспортирования от ЦБЗ к месту укладки и необходимых технологических перерывов.
Рекомендуемое допустимое снижение осадки стандартного конуса или повышение жёсткости бетонной смеси для дорожного бетона во время транспортирования и технологических перерывов не должно превышать (по отношению к показателю на ЦБЗ), независимо от используемых транспортных средств (автосамосвалов, бетоновозов, автобетоносмесителей):
1-3 см, для смеси марок по удобоукладываемости П1-П2;
3-4 см, для марок П3-П4;
10-15 с, для марок Ж1-Ж4.
При этом, допустимое снижение объёма вовлечённого воздуха в смеси для бетона покрытий за время транспортирования не должно превышать 2 % (20 л/м3), независимо от марки бетонной смеси по удобоукладываемости.
Во всех случаях, предельная величина жёсткости бетонной смеси, уплотняемой укаткой, на месте бетонирования не должна превышать 60 с (по ГОСТ 10181).
Все перечисленные требования к дорожному бетону и бетонной смеси рекомендуется указывать в договоре-заказе готовой бетонной смеси на ЦБЗ (ГОСТ 7473). В частности, рекомендуется указывать требование к удобоукладываемости и содержанию вовлечённого воздуха в бетонной смеси и на ЦБЗ, и на месте бетонирования покрытия или основания, а также величину требуемой прочности дорожного бетона (на сжатие и на растяжение при изгибе), а не только проектный класс бетона по прочности.
Прочность дорожного бетона нормируют в проектном возрасте 28 суток, если иное не указано в проектной документации (ППР, технологическом регламенте и др.).
Примечание – Как правило, прочность дорожного бетона в раннем возрасте не является нормируемой характеристикой. Её определяют и оценивают в связи с производственной необходимостью с целью установить:
а) время нарезки деформационных швов в покрытии или основании с помощью алмазного инструмента (нарезку осуществляют при достижении бетоном фактической прочности на сжатие в серии
R = 10,0 МПа и более);
б) срок возможного открытия движения построечного транспорта (допускается при достижении бетоном покрытия фактически в серии не менее 70 % проектной прочности на растяжение при изгибе и не менее 100 % бетоном основания);
в) время достижения критической прочности против раннего замораживания (в зимних условиях строительства с применением технологии «холодного» бетона, с противоморозными добавками).
В таблице А.1 представлены современные проектные требования к дорожному бетону по прочности на растяжение при изгибе и на сжатие (класс Вtb по прочности на растяжение при изгибе, класс В по прочности на сжатие, СП 34.13330.2012,
СП 78.13330.2012, [7]), и соответствующие величины требуемой прочности по
ГОСТ 18105,, Rт для среднего коэффициента вариации прочности = 13,5 % и
Кт = 1,305.
Таблица А.1 – Проектные требования к дорожному бетону по прочности
Назначение дорожного бетона
|
Класс дорожного бетона по прочности и соответствующая величина требуемой прочности, МПа
|
На растяжение при изгибе
|
На сжатие
|
от
|
до
|
от
|
до
|
Вtb
|
|
Вtb
|
|
В
|
Rт
|
В
|
Rт
|
Бетон покрытий
|
3,6
|
4,70
|
4,8
|
6,26
|
25
|
32,6
|
40
|
52,2
|
Бетон оснований
|
1,2
|
1,57
|
2,4
|
3,13
|
7,5
|
9,8
|
15
|
19,6
|
Примечания
1 Вtb, В – класс бетона по прочности на растяжение при изгибе и на сжатие, , RT – соответствующие величины требуемой прочности.
2 Требуемая прочность определена с помощью коэффициента Кт = 1,305 для среднего коэффициента вариации прочности = 13,5 %.
|
К составу бетона дорожных покрытий предъявляют ряд дополнительных требований, связанных с высокими требованиями к его морозостойкости (ГОСТ 26633):
в бетоне следует применять цемент для бетона покрытий (ГОСТ 10178,
ГОСТ Р55224);
состав бетона должен характеризоваться величиной В/Ц ≤ 0,45;
объём вовлечённого воздуха в бетонной смеси для бетона покрытий должен быть в пределах от 5 % до 7 % (на месте бетонирования);
в составе бетона следует использовать две химические добавки, пластифицирующую и воздухововлекающую;
Примечание – Вовлеченный воздух – пузырьки воздуха в бетонной смеси и в бетоне, диаметром от 10 до 300 мкм. Воздухововлекающие добавки способствуют образованию и сохранению в бетонной смеси и бетоне мелких, равномерно распределённых воздушных пузырьков указанных размеров.
заполнитель должен соответствовать требованиям по содержанию вредных компонентов и примесей и иметь марку по морозостойкости не менее F150.
Марку бетона покрытий и оснований по морозостойкости назначают по
СП 34.13330.2012 в зависимости от среднемесячной температуры воздуха наиболее холодного месяца (таблица А.2), указывают в проекте и определяют по ГОСТ 10060 (для бетона покрытий – вторым базовым и третьим ускоренным методами).
Таблица А.2 – Марки дорожного бетона по морозостойкости по СП 34.13330.2012
Назначение дорожного бетона
|
Минимальные проектные марки бетона по морозостойкости для районов со среднемесячной температурой воздуха наиболее холодного месяца, °С
|
От 0 до
минус 5
|
От минус 5 до
минус 15
|
Ниже
минус 15
|
Бетон покрытий, F2
|
100
|
150
|
200
|
Бетон оснований, F1
|
25
|
50
|
50
|
Примечание – среднемесячную температуру воздуха наиболее холодного месяца для районов строительства следует определять по СП 131.13330.2012.
|
Контроль морозостойкости дорожного бетона по формуемым на ЦБЗ и на месте укладки бетона контрольным образцам осуществляют не реже, чем раз в квартал.
Керны, выбуренные из покрытия, рекомендуется испытывать не только на прочность, но также на пористость по ГОСТ 12730 и на морозостойкость по [5], [6].
Для бетона покрытий рекомендуемые показатели пористости по
ГОСТ 12730 соответствуют следующим величинам, % по объёму:
условно закрытая пористость, Пз, от 3 до 7;
открытая капиллярная пористость, По, от 10 до 15;
полная пористость, Пп, от 15 до 20.
Примечание – Для предварительной оценки величины плотности бетона без пор, γб (плотности измельченного в порошок бетона), используемой в расчёте полной пористости бетона по ГОСТ 12730, допускается воспользоваться расчётом на основе сведений о составе бетона, например:
 , кг/м3, (А.3)
где Ц, П, Щ – расход цемента, песка и щебня соответственно в бетоне, кг/м3;
 – истинная плотность песка по ГОСТ 8735;
 – средняя плотность щебня по ГОСТ 8269.0.
Расчёт γб по формуле (А.3) позволяет получить предварительную оценку параметров пористости дорожного бетона методом водонасыщения по ГОСТ 12730, в том числе, в полевых условиях, где экспериментальное измерение её величины при помощи пикнометра или прибора Ле-Шателье по методике ГОСТ 8269 представляет определённые методические трудности.
Как правило, величина плотности бетона без пор, определённая пикнометрически, меньше величины средней плотности применяемого в бетоне щебня на 10-20 кг/м3.
Библиография
[1] ОДМ 218.1.001-2010 Рекомендации по разработке и применению документов технического регулирования в сфере дорожного хозяйства
[2] ОДМ 218.1.002-2010 Рекомендации по организации и проведению работ по стандартизации в дорожном хозяйстве
[3] Методические указания. Прочностные и деформационные характеристики бетонов при одноосном кратковременном статическом сжатии и растяжении. МИ II-87. - М, Издательство стандартов, 1989, 80 с.
[4] ВСН 139-80 Инструкция по строительству цементобетонных покрытий автомобильных дорог.
[5] Методические рекомендации по испытанию дорожного бетона на коррозионную стойкость против совместного действия хлористых солей и мороза. – М., Союздорнии, 1975, 10 с.
[6] Методические указания по определению морозостойкости бетона поверхностного слоя покрытий аэродромов. – М, Министерство обороны РФ, 2000, 15 с.
[7] Методические рекомендации по проектированию жёстких дорожных одежд № ОС-1066-р от 03.12.2003 г.
ОКС 91.100.10
Ключевые слова: бетон покрытий и оснований автомобильных дорог, технические рекомендации, прочность бетона на сжатие, растяжение при изгибе и при раскалывании, сохраняемость свойств бетонной смеси, образцы-кубы, призмы, цилиндры, керны.
|
|
