Цветные цементобетонные дорожные покрытия в странах Европы и США

Цветные бетонные покрытия бывают монолитными и сборными, то есть из мелкоразмерной цветной плитки. Цветной цементобетон получают в результате применения специальных цветных цементов или добавлением в белый цемент различных пигментов.

Цветной цементобетон, являясь декоративным материалом, все же должен обладать всеми свойствами дорожного бетона — достаточной прочностью при изгибе и сжатии, морозостойкостью. Он должен сохранять в течение всего срока службы дорожного покрытия декоративные свойства при интенсивном воздействии транспорта и климатических факторов.
Исходя из этих требований, подбирают состав бетона, вид цемента и красителя (пигмента).
Пигменты бывают минеральные (природные), синтетические и органические. Они должны обладать щелочестойкостью и не должны содержать примесей, снижающих прочность и морозостойкость бетона. Кроме того, пигменты должны обладать способностью тонко измельчаться и не вступать в химическое взаимодействие с компонентами цемента. На покрытиях из цветных бетонов не должны появляться выцветы. Из-за высокого содержания трехкальциевого алюмината (15—16%) декоративные цементы имеют пониженную по сравнению с дорожным портландцементом морозостойкость и несколько большие усадочные деформации. Поэтому при их применении необходимо принимать меры по повышению морозостойкости цветных бетонов.
В практике строительства цветных бетонных покрытий применяют преимущественно природные и синтетические железоокисные пигменты, придающие бетону красный, бурый и желтый цвета.
Кроме того, используют оксид трехвалентного хрома для получения широкого диапазона цветов — от красного до изумрудно-зеленого, а также порошок марганцевой руды (пиролюзит) и суспензию сажи для получения черного цвета.
Органические пигменты, получаемые из различных органических соединений и углеводородных продуктов, не обладают щелочестойкостью и светостойкостью и поэтому не применяются для приготовления цветных бетонов.
Исключение составляют голубой и зеленый фталоцианиновые красители, обладающие высокой устойчивостью к действию щелочей, кислот, атмосферных реагентов, а также отличной красящей способностью. Применение этих красителей для получения цветного бетона пока ограничивается из-за высокой их стоимости и дефицитности.
Компоненты бетонной смеси дозируют по массе и загружают в автобетоносмеситель. Продолжительность перемешивания смеси от 3 до 10 мин.
Бетонную смесь рекомендуется приготовлять в бетоносмесителях с принудительным или вибрационным перемешиванием.
Продолжительность перемешивания зависит от состава и жесткости смеси и для бетоносмесителей принудительного действия составляет 3—5 мин., а для гравитационных смесителей — 10 мин.
Цветные бетонные покрытия устраивают в два слоя. В нижний слой укладывают обычную смесь на 2/3 толщины покрытия, в верхний — цветную смесь толщиной 5-6 см. Для лучшего сцепления перед укладкой верхнего слоя рекомендуется поверхность старого покрытия увлажнить и обработать тонким слоем цементно-песчаного раствора (соотношение цемента и песка составляет 1:3). Деформационные швы при сращивании покрытия должны быть совмещены в плане.
Цветные дорожные покрытия из фигурных сборных элементов
Во многих городах Франции широко применяют мозаиковую шашку, которую укладывают пакетами механизированным способом.
В ФРГ, Англии изготовляют медно-шлаковую литую брусчатку, которая в отличие от брусчатки из естественных горных пород не полируется и независимо от степени износа сохраняет требуемую шероховатость. К тому же медно-шлаковая брусчатка практически не обулыживается.
Иногда в западноевропейских странах применяют клинкерные мостовые, особенно на площадях и подъездах к крупным общественным зданиям. Клинкер имеет окраску желтую или красную, но срок службы таких покрытий в 2-3 раза меньше, чем, например, у брусчатки.
С 1975 г. в странах Западной Европы и в СНГ выпускают сборные фигурные элементы из дорожного бетона класса В 40 и выше. Элементы изготовляют штамповкой, и потому их размеры строго регламентированы. В настоящее время сборные элементы укладывают механизированным способом, что способствует их широкому распространению. Трудоемкость устройства покрытий из таких элементов на 15% выше, чем, например, асфальтобетонных, но срок их службы примерно в 2 раза больше.
В странах Запада созданы специализированные фирмы, серийно изготовляющие цветные бетонные фигурные мелкоразмерные элементы
Сборные элементы изготовляют чаще всего из высокопрочного морозостойкого дорожного бетона, и поэтому сборные элементы часто называют бетонной брусчаткой.
Форма элементов может быть самой разной. В настоящее время их штампуют во всех странах Европы, размеры элементов строго нормированы, а потому их укладывают специальными машинами.
К таким сборным элементам предъявляются следующие требования: соотношение сторон в плане — не более 1:2, максимальная высота — 12 см. Элементы желательно соединять в паз для устранения подвижности покрытия. Верхняя часть элементов толщиной до 10 мм должна быть изготовлена из цветного морозостойкого высокопрочного бетона. При изготовлении элементов необходимо строго соблюдать их размеры, что гарантирует механизированную укладку.
Сборные элементы благодаря различной форме и окраске заметно превышают декоративность мостовой. В городах Западной Европы применяют самые разнообразные по форме сборные элементы покрытий. Для мощения там используют элементы 2-3 размеров. Укладывают их длинной стороной перпендикулярно оси улицы так, чтобы швы смещались один относительно другого и располагались под углом к направлению движения транспорта. При этом повышается плавность движения транспорта, кромки изнашиваются менее интенсивно. Боковые грани элементов изготавливают различной формы, чтобы обеспечить их совместную работу, особенно на участках улиц, где продольный уклон более поперечного.
Для повышения декоративности элементов при их изготовлении, кроме добавок различных пигментов, в том числе и оксидов металлов, применяют цветную каменную мелочь и чистые высевки. Часто применяют также порфированный заполнитель с расходом высокомарочного цемента в количестве 320 кг/м 3.
Сборные элементы укладывают на различные основания, но чаще всего на основания из тощего бетона. Сверху основания обязательно предусматривают выравнивающий слой из чистого песка толщиной не более 4 см.
До начала мощения по готовому основанию устраивают выравнивающую прослойку из чистого песка. Швы между сборными элементами также заполняют песком. Свободную воду из прослойки сбрасывают в дренажи мелкого заложения. Для повышения ее пропускной способности по основанию дорожной одежды предварительно укладывают геотекстиль, нижним концом которого обязательно оборачивают трубчатую дрену.
Сборные элементы перевозят в виде штабелей на металлических поддонах площадью 1 м 2, заранее укладывая, согласно заданному проектом рисунку, в 10 пакетов. Поддоны с элементами на объекте мощения устанавливают рядом с электрокаром, оборудованным двумя кранами: малым манипулятором (с подъемной силой до 8,5 кН) и большим манипулятором с выносной консолью (с подъемной силой 15 кН). Электрокар с удлиненной платформой рассчитан на 8 поддонов. Мощным краном поддоны снимают с кузова машины и устанавливают на платформе. Электрокар перемещает элементы непосредственно к месту мощения. К малому крану подвешен укладчик, оборудованный захватами с гидроприводом для обжима элементов или плит, их подъема и опускания. Малым краном с поддона снимают верхний пакет сборных элементов и опускают его на выравнивающий слой дорожной одежды. При укладке элементов к их боковым граням прижимаются гидро- или пневмозахваты манипулятора, удерживающие элементы в подвешенном состоянии. В течение 1 мин. укладчиком укладывают элементы на площади 3 м 2 (см. рис. 10). Электрокар разгружают в течение 15 мин., поэтому на объекте мощения нужны два электрокара. Элементы осаживают на место вибропосадочной машиной, местами досыпают песок. Двумя-тремя проходами пневмокатка массой 6-8 т сборные элементы доосаживают. У люков колодцев и водоприемных решеток требуются разрезанные элементы, для чего используют дисковую пилу (например, дисковую пилу модели "Wibromax TSS-5").
Лицевая и сборная сторона элементов одинаковы. В случае их шелушения не сложно разобрать поврежденный участок мостовой и снова уложить перевернутые элементы.
Срок службы сборных элементов, например, фирмы "Schlosser" (ФРГ) составляет 30—50 лет. Построенные из них мостовые отличаются значительной ровностью и шероховатостью. Наличие рисунка на дорожном покрытии, особенно яркого цвета, привлекает внимание пешеходов и водителей.
Дорожные покрытия из декоративных бетонных блоков
Бетонные блоки разного цвета становятся все более популярными в странах Европы и США. Область их применения весьма обширна, начиная от покрытия тротуаров, пешеходных дорожек и аллей, городских площадей и кончая покрытиями промышленных или городских дорог с большими транспортными нагрузками. Покрытия из блоков экономичны, так как не требуют применения цемента и других вяжущих материалов при укладке блоков в покрытия дорог, а возможность изменения формы блоков и их окраски позволяют делать их и эстетичными. При необходимости ведения подземных работ блоки легко разбираются и затем восстанавливаются без остаточных дефектов. Укладка покрытий из бетонных блоков не требует сложных и тяжелых машин и квалифицированных рабочих. Метод укладки един для всех типов блоков. Однако необходимо учитывать географическую зону, в которой ведется строительство дороги, площади или аллеи. При хорошем качестве основания и покрытия из уложенных блоков дорога, площадь или любой другой объект строительства могут служить более 30 лет.
Блоки относятся к одному из старейших видов строительных материалов. Глиняные и бетонные кирпичи широко использовались в США при строительстве зданий. Одно из старых твердых покрытий городских улиц в США было построено из кирпича. Многие из покрытий этого типа находятся в прекрасном состоянии до настоящего времени. Две причины вызвали необходимость их перекрытия: частые разрытия улиц и чрезмерные, значительно выше расчетных, транспортные нагрузки.
При выборе типа покрытия в г. Ленсинг (штат Мичиган, США) было решено построить его отличающимся от стандартных, более эстетичным и в лучшей степени организующим движение пешеходов. Предпочтение было отдано покрытию из бетонных блоков шириной 121,9, длиной 243,8 мм и толщиной 81,3 мм с неровными боковыми стенками, обеспечивающими взаимную связь между блоками. Бетон имеет прочность на сжатие 55,12 кПа. Блоки изготовили шести цветов: белого, серого, темно-красного, красного цвета черепицы (двух оттенков) и шоколадно-коричневого цвета. Блоки укладывали на слой песка толщиной 2,5 см, под которым располагался слой геотектстиля на укрепленном битумом дренирующем слое открытой структуры толщиной 12,7 см, подстилающем слое из щебня толщиной 10,2 см и двумя песчаными слоями (30,5 и 15,2 см). Стоимость покрытия площади и проезжих частей улиц из цветных бетонных блоков составила $66,74 за м 2 по сравнению со стоимостью городских покрытий улиц $33,8 за 1 м 2.
Покрытия из бетонных блоков, находящие все более широкое применение в Великобритании, имеют не только привлекательный вид в пешеходных зонах, но и отличаются высокой прочностью в условиях интенсивного движения. В Великобритании наиболее широко применяют прямоугольные блоки, но появились также блоки других форм и разнообразной окраски. Диапазон применения покрытий из бетонных блоков расширяется: посадочные площадки для вертолетов и стоянки самолетов или машин, покрытия посадочных площадок в местах остановок транспорта, покрытия скверов, дорожек парков. При использовании таких покрытий отпадает необходимость в устройстве основания, увеличиваются допуски на земляное полотно (покрытие остается пригодным для движения, несмотря на деформации). Такое сборное покрытие из блоков работает как нежесткое, оно не подвержено разрушению при экстремальных нагрузках, не подвержено морозному пучению и отрицательному воздействию масел или нефтяных продуктов.
В случае осадки или разрушения нижнего слоя покрытия деформации покрытия имеют вид волнообразных неровностей, что не нарушает его целостности, а движение по нему может продолжаться. После ремонта покрытия могут быть использованы те же блоки — на участке улицы, где производили ремонт (что снижает стоимость работ и не нарушает внешнего вида дорожного покрытия).
Блоки изготавливают и выдерживают в заводских условиях. Укладка готовых блоков не зависит от погодных условий. В случае сильных или продолжительных дождей работа может продолжаться с использованием временного передвижного полиэтиленового тента. Движение транспорта можно открывать сразу после укладки блоков в покрытие проезжей части улицы и тротуаров.
В настоящее время стоимость строительства дорожных покрытий из бетонных блоков сопоставима со стоимостью покрытий других типов, а с учетом срока службы покрытия из бетонных блоков являются более экономичными. Бетонные блоки обладают прочностью при сжатии цементобетона, но само дорожное покрытие работает как асфальтобетонное (то есть как покрытие нежесткого типа).
Слои усиления из бетонных блоков являются одной из последних разработок. Они могут быть применены на промышленных территориях (на городских или промышленных дорогах с высоким движением грузового транспорта). Такие блоки и покрытия из них не только экономичны, но и улучшают вид существующей территории. Работы по устройству покрытия дорог из таких блоков могут производиться участками, без нарушения движения транспорта. Во многих случаях работы по устройству дорожных покрытий из блоков проводятся ночью, а утром покрытия улиц готовы к эксплуатации.
В ФРГ ежегодно укладывают 70—80 млн м покрытий из бетонных камней, мощение такими камнями приобрело повсеместный характер. Различют два основных типа камней: промышленный, используемый для нужд производства и характеризуемый маловыразительной поверхностью, и облагороженный, который отличается аккуратно отделанной поверхностью, формой, цветом, фактурой. Выпуск такого типа камней составляет 20—30% от общего.
По своей форме камни, с учетом перевязки швов, изготавливаются: квадратными (36—237 шт./м 2), прямоугольными (24—68 шт./м 2), шестиугольными (29—36 шт./м 2). S-образной формы (49 шт./м 2), I-образной (36 шт./м 2), WM-образной перевязки (39—44 шт./м 2), WV-образной перевязки (45 шт./м 2), Х-образной формы (29 шт./м 2), Y-образной (33 шт./м 2), а также используемые в сочетаниях камни: прямоугольной и квадратной форм, круглые разных диаметров, трапециедальные — для арочной кладки. Толщина камней обычно в пределах 6—10 см. Фактура поверхности камней должна отвечать задачам: для пешеходных троп, дорожек — желательно гладкая, но не скользкая поверхность, для дорожных покрытий улиц, дорог, магистралей может быть рекомендована более шероховатая поверхность камней, при этом следует иметь в виду, что наличие швов уже создает улучшенное сцепление колес с покрытием, особенно при широких швах.
Для цветовой гаммы окраски поверхности или окрашивания самого бетона рекомендуются теплые тона коричневых, красных, красноватых, желто-коричневых оттенков. Использование цвета на поверхности дорожных покрытий должно отвечать интересам движения транспорта, но и обладать эстетическим звучанием. Укладка камней с прозорами может способствовать прорастанию растительности. Для устойчивости камней в дорожных покрытия часто используют боковые продольные полосы или борты, которые не должны препятствовать движению, а также стоку воды.
Евгений МАРГАЙЛИК, инженер и патентовед ВОИР


Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 49 за 1998 год в рубрике благоустройство

©1995-2024 Строительство и недвижимость