Типы бетонных покрытий - их конструктивные особенности и применение - Строительство и ремонт

Бетонное покрытие, которое иногда называют жестким покрытием, представляет собой слой бетона, который находится в непосредственном контакте с дорожным движением и используется для различных целей и применений.
Бетон, используемый для дорожных покрытий, может быть модифицирован и изменен различными способами в соответствии с требованиями. Бетонное покрытие должно быть не только прочным и долговечным, но и удобным в работе, а также экономически эффективным, поскольку оно обычно подвержено воздействию суровых условий окружающей среды.
Бетонные покрытия имеют ряд преимуществ, которыми не обладают битумные покрытия, например, они подходят для больших точечных нагрузок, выдерживают разлив дизельного топлива и других агрессивных материалов, подходят для случаев, когда прочность грунта низкая, выдерживают высокие температуры и многие другие преимущества.
Существуют различные типы бетонных покрытий, которые используются для различных целей, и они будут рассмотрены в следующих разделах.

Конструкция бетонного покрытия

Типы бетонных покрытий – особенности конструкции и применение

Ниже перечислены различные типы бетонных покрытий, их применение и преимущества:

Соединенные неармированные бетонные покрытия
Соединенные железобетонные покрытия
Бетонное покрытие с непрерывным армированием

Соединенное неармированное бетонное покрытие

Как видно из рисунка 2, совместное неармированное бетонное покрытие состоит из слоев бетонных плит, которые представляют собой небольшие квадратные блоки, соединенные с помощью стяжек и шпонок или швов, которые предусмотрены для предотвращения трещин.
Таким образом, детализация расположения стыков в неармированном бетонном покрытии очень важна, поскольку она влияет на проектирование, строительство и обслуживание бетонного покрытия.

Соединенные неармированные бетонные дорожные покрытия

Детали швов в соединенных неармированных бетонных покрытиях

Успех строительства стыковых неармированных бетонных покрытий зависит от прочности на растяжение и изгиб используемого бетона, который должен противостоять растрескиванию и выдерживать приложенные нагрузки.
Размер бетонных частей или панелей зависит от усадочной деформации бетона, возникающей в результате его затвердевания. Усадочная деформация создает растягивающее усилие в бетоне и может привести к образованию трещин, если прочность бетона на растяжение не превышает растягивающие напряжения, создаваемые усадочной деформацией.
Проектирование, детализация и расстояние между швами в соединенных неармированных бетонных покрытиях имеют большое значение, и швы должны быть организованы таким образом, чтобы получить квадратные панели перекрытия. Это может быть достигнуто, если между продольными и поперечными швами будет 90 градусов, как показано на рисунке 2.
Кроме того, интервалы между швами в неармированном бетонном покрытии диктуются толщиной бетонной плиты. Расстояние между швами увеличивается при увеличении толщины плиты и наоборот.
Рекомендуется использовать стальные шпонки в швах, иначе способность швов сдерживать движения будет снижена, и в конечном итоге потребуется увеличить толщину плиты.
Таблица-1, взятая с небольшими изменениями из Американской ассоциации бетонных покрытий, содержит рекомендации по определению расстояния между швами в бетонных покрытиях.

Таблица-1: Расстояние между швами для бетонных покрытий

Толщина дорожной одежды, см
Максимальное рекомендуемое расстояние между швами, известняковый заполнитель (м)
Максимальное рекомендуемое расстояние между швами, гравий и щебень (м)
15
5.4
4.5
20
5.9
4.9
25
6.4
5.3
30
7.2
6

Применение стыкованных неармированных бетонных покрытий

Соединенные неармированные бетонные плиты могут быть использованы в различных областях, включая рулежную дорожку аэродрома, как показано на рисунке 4, перрон аэродрома, как показано на рисунке 5, и промышленный двор, как показано на рисунке 6.

Использование соединенных неармированных бетонных плит при строительстве аэродромной рулежной дорожки

Перрон аэродрома

Промышленный двор, построенный с использованием объединенного неармированного бетонного покрытия

Соединенное железобетонное покрытие

Соединенные железобетонные покрытия – это модифицированная или усовершенствованная версия соединенных неармированных бетонных покрытий. Оно используется вместо обычного бетонного покрытия, когда есть сомнения относительно материалов и качества изготовления и ожидаются дифференциальные осадки.
Толщина стыкованного железобетонного покрытия не только меньше, но и расстояние между стыками больше, чем у стыкованного обычного бетонного покрытия.
Как правило, используются железобетонные плиты длиной 10 м, но бывают случаи, когда длина плиты может достигать 20 м.
Соединенные железобетонные плиты могут быть спроектированы как плиты без трещин или плиты с трещинами. Заложенная стальная арматура контролирует образование трещин и повышает жесткость бетонной плиты. Как правило, стальные стержни устанавливаются в середине плиты, но некоторые проектировщики располагают арматуру на обеих гранях плиты.
Наиболее важным преимуществом установки стальных стержней в середине стыкованного железобетонного покрытия является уравновешивание положительных и отрицательных моментов в равной степени, в результате чего плита может прогибаться до появления трещин.
Кроме того, применение шпоночных соединений в стыковом железобетонном покрытии является обязательным, поскольку расстояние между ними велико, а это означает, что движение в стыке невозможно контролировать, если не использовать шпоночные соединения.
Обычно используется толщина плиты 150 мм, и она зависит от ряда практических параметров, таких как требуемое бетонное покрытие.

Применение объединенных железобетонных покрытий

Соединенное железобетонное покрытие используется в тех случаях, когда ожидаются большие сосредоточенные нагрузки, и проектировщик сомневается в рабочей силе, которая будет строить бетонное покрытие.

Соединенное железобетонное покрытие

Непрерывно армированный бетонный тротуар

Этот тип бетонного покрытия строится как длинная плита, а арматурные стержни размещаются в середине плиты. Продольная арматура, которая поддерживается в своем положении поперечными арматурными стержнями, используется для ограничения усадочных трещин.
На рис. 8 показана заложенная продольная арматура, удерживаемая поперечной арматурой.

Расположение продольной и поперечной арматуры в непрерывном железобетонном покрытии

Трещины в непрерывном железобетонном покрытии возникают произвольным образом, как показано на рисунке 9.
Необходимо предусмотреть анкеры в конце непрерывных железобетонных плит, иначе в начале битумных материалов образуется огромная рябь или неровность из-за движений, возникающих при колебаниях температуры.

Растрескивание непрерывных железобетонных покрытий

На работу непрерывного железобетонного покрытия существенное влияние оказывает расстояние между трещинами, которое контролируется продольным армированием. Обычно коэффициент продольного армирования в непрерывных железобетонных покрытиях составляет 6 процентов от площади сечения. Если расстояние между трещинами значительно меньше, то вероятно разрушение бетонных блоков при сдвиге.
Существуют различные виды отделки, которые могут быть применены, например, шепчущий бетон и тонкий битумный слой износа на поверхности непрерывного железобетонного покрытия.

Непрерывное железобетонное покрытие с последовательными шепчущими бетонными покрытиями

Применение непрерывно армированных бетонных покрытий

Непрерывно армированные бетонные покрытия могут применяться при строительстве взлетно-посадочных полос аэродромов и автомобильных дорог. Они особенно экономически эффективны при наличии большого количества заполнителя на площадке.

Взлетно-посадочная полоса аэродрома, аэропорт Ливерпуля, Великобритания

Читайте далее: