Требования к дорожным бетонам

В данной статье рассмотрим требования, которые предъявляются к бетонам дорожных покрытий с точки зрения долговечности, а также его ингредиентам, в действующей нормативной документацией. Большая часть информации уже мелькала в отдельных статьях – здесь просто соберем все в кучу.

Следует понимать, что дорожное полотно состоит из разных слоев и может эксплуатироваться в разных условиях, поэтому и диапазон требований к бетонной смеси, в общем случае, довольно широк. Мы же будем рассматривать требования, исходя из эксплуатации верхнего слоя (покрытия) в условиях Москвы и Подмосковья в присутствие противогололедных реагентов. В частном строительстве это может быть подъездная дорожка от ворот до гаража, например. Даже если Вы не планируете обрабатывать ее реагентами самостоятельно, на колесах и подкрылках привезете хлориды в любом случае.

Основными документами, регламентирующими требования к дорожным бетонам, являются:

• ГОСТ Р 59300-2021 Дороги автомобильные общего пользования. СМЕСИ БЕТОННЫЕ ДЛЯ УСТРОЙСТВА СЛОЕВ ОСНОВАНИЙ И ПОКРЫТИЙ. Технические условия.
• СП 28.13330.2017 Защита строительных конструкций от коррозии.
• ГОСТ 31384-2017 ЗАЩИТА БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ОТ КОРРОЗИИ. Общие технические требования
• Отраслевой Методический документ Росавтодора ОДМ 218.3.081–2016

Согласно п.7.2 ГОСТ 31384-2017 при подборе состава бетона дорожного покрытия следует определить:

• разрешенные виды и марки (классы) ингредиентов;
• минимально необходимое содержание цемента в бетоне;
• значение водоцементного отношения;
• минимальный объем вовлеченного воздуха;
• фактический класс бетона по прочности на сжатие;
• марку бетона по водонепроницаемости и/или максимальный допускаемый коэффициент диффузии хлоридов или диоксида углерода;
• фактическую морозостойкость.

Рассмотрим данные требования более подробно.

Согласно СП 28 (Таблица А1, Приложение А), а также ГОСТ 31384 бетоны дорожных покрытий относятся к среде эксплуатации XF4 – попеременное замораживание и оттаивание в присутствие солей антиобледенителей - и должны обладать морозостойкостью от F₂100 до F₂450 в зависимости от расчетной зимней температуры окружающего воздуха для данной территории (Таблица Ж1, Приложение Ж СП 28). В московском регионе это минус 25 и требуемая марка по морозостойкости F₂300.

Другие основные показатели бетона берем из таблицы Д.1 Приложение Д ГОСТ 31384-2017. Для среды эксплуатации XF4:

• максимальное водоцементное соотношение В/Ц ≤ 0,45
• минимальный класс прочности В ≥ 35
• минимальный расход цемента ≥ 340 кг/м3
• минимальное воздухововлечение ≥ 4 %

Как видите, с точки зрения долговечности класс бетона не может быть ниже В-35, хотя по конструкционным соображениям проектировщик вполне может заложить и В-15. Также я бы не стал ориентироваться на воздухововлечение 4% - по практике наиболее адекватные цифры 5-7%.

По водонепроницаемости прямых требований нет – нужно смотреть по условиям агрессивности жидких сред по приложениям СП 28. Но вообще для класса В-35 и в/ц соотношения 0,45 автоматом получится марка W-8 и выше, что в большинстве случаев достаточно для дорожного строительства.

Требования к ингредиентам бетона

В качестве цементов рекомендуется использовать (Таблица Д1, Приложение Д СП 28) бездобавочный цемент марок ЦЕМ I, ПЦ Д0, нормированные по содержанию С3А (не более 7%), либо сульфатостойкий ЦЕМ I CC. Трехкальциевый алюминат (С3А) при гидратации образует молекулу, большую по объему, чем исходное соединение, что приводит к внутренним расширяющим напряжениям в набирающем прочность бетоне. Также можно применять цементы с добавлением шлака, либо микрокремнезема (ЦЕМ II/А-Ш, ЦЕМ II/А-МК). Использование цемента с известковыми добавками (ЦЕМ II/А-И) в общем случае не допускается. Также обычно регламентируют содержание щелочных оксидов (не более 0,8%), но в последнее время этот норматив стал нормой для производителей цементов – практически наверняка будет в допустимых пределах.

В качестве крупного заполнителя допускается использовать щебень как из извергаемых пород (гранитный), так и из осадочных (гравий) с маркой по дробимости от 600 до 1200, т.е. в довольно широком диапазоне. Однако для получения долговечных бетонов с морозостойкостью F₂300, все-таки необходимо использовать именно гранитный щебень с маркой по дробимости М1200, по сопротивлению дроблению и износу И3 и морозостойкостью F300. Гранитный щебень гораздо хуже впитывает влагу и как следствие лучше сопротивляется морозному разрушению. Также по ГОСТ Р 59300 среди требований к щебню идет марка по лещадности Л15, содержание глины в комках – не более 0,25% по массе, содержание зерен слабых пород – не более 5%, отсутствие зерен, содержащих активный кремнезем.

В качестве мелкого заполнителя рекомендуется использовать природные пески, а также дробленые пески и пески из отсевов дробления в пропорции не менее 50/50. Причем природные пески рекомендуют крупной фракции 2,5-2,8 мм, т.к. они способствуют удержанию воздухововлечения. Марка по дробимости и морозостойкости – аналогично щебню – М1200, F300. Содержание пылевидных и глиняных частиц – не более 2%.

Также следует помнить, что современные бетоны вообще и дорожные бетоны в частности не проектируют без использования водоредуцирующих, пластифицирующих и воздухововлекающих добавок. Первые два помогают достичь необходимой пластичности смеси без увеличения водоцементного соотношения, а последние позволяют создать воздушные условно-замкнутые поры размером до 0,3 мм, которые снижают давление морозного фронта и значительно повышают морозостойкость бетона.