Первая бетонная дорога в США появилась 1930 г. в штате Индиана, а затем и в штате Иллинойс в 1940 г. В Техасе первое бетонное шоссе появилось лишь в 1951 г. в Форт Ворсе. Техасский департамент транспорта (DOT) быстро понял преимущества этой технологии и начал активно строить именно бетонные шоссе. Теперь Техас – лидер в США по протяженности бетонных шоссе – 20117 км.
Бетон выбрали потому, что он прочный, долговечный и износоустойчивый. Но есть и минусы – стоит такая дорога дороже, строить и ремонтировать ее сложнее. Если после асфальтоукладчика дорога готова через 8 часов, то чтобы открыть бетонную дорогу, требуется несколько месяцев работы, но результат оправдывает себя.
Шоссе Interstate Highways и US Highways за редким исключением делают из бетона – именно по этим дорогам идет самый большой поток как пассажирских авто, так и грузов. Даже если кажется, что дорога из асфальта – это фейк, на самом деле она просто покрыта асфальтом, но в основе своей это бетон. Поскольку полностью заменить бетонную дорогу технически сложно и очень дорого, то изношенный бетон покрывают асфальтом до капитального ремонта.
Министерство транспорта США устанавливает строгие требования к разным классам дорог, и штаты самостоятельно эти требования менять не могут. К компетенции штатов относятся более мелкие вопросы типа маршрутов прокладки дороги, ограничения скорости, но стандарты строительства едины для всех штатов. Хотя от штата к штату технологии могут немного меняться – это связано с разным климатом и сейсмическими условиями. При том министерства отдельных штатов даже проводят свои исследования.
Перед тем как начать строительство, DOT назначает публичное слушание. На слушание может прийти любой житель района, где будет строиться или ремонтироваться дорога, и высказать свое мнение. Все планы DOT есть на сайте. В ходе слушаний план можно изменить согласно мнению жителей. При чем согласовывают план с жителями еще на стадии чернового чертежа.
Получив “зеленый свет” для работ, DOT первым делом начинает думать о том, как закрыть дорогу и не создать лишних пробок. Для этого делаются либо временные полосы где-то на обочине (обычно времянки – из асфальта), либо дорога переделывается с вынесением на обочины. Но в любом случае DOT может закрыть дорогу не более чем на 30% от пропускной способности.
Ремонтные зоны всегда обозначаются для водителей знаками, фишками и информационными щитами, где строители пишут быстрые сообщения о текущем состоянии дороги или планируемом закрытии каких-то полос в будущем. На более скоростных дорогах зоны ремонта отгораживаются бордюрами, ведь движение со скоростью 100 км/час не прекращается.
Строители не забывают о разметке – выполняется она в виде временных “пипок”, наклеенных на дорожное полотно. Их отлично видно ночью (очень часто в ремонтных зонах нет освещения, так как столбы еще не установлены) и они хорошо чувствуются колесом при наезде, давая знать водителю, что он зазевался.
Кстати, штрафы в зонах строительства всегда удвоены за все типы нарушений, особенно жестко карается превышение скорости, ведь иногда строители работают без защитных бордюров. Полиция в свою очередь очень любит караулить нарушителей в таких зонах.
После того как все огорожено и подготовлено для работ, начинается процесс строительства. Первым делом выгребается около метра пород, и обычно их не увозят – потом можно использовать для различных насыпей или чтобы облагородить территорию. Если идет ремонт, то начинают снимать старое покрытие.
Затем укладывают подушку для дороги. Обычно это гравий, песок и глина. Также строятся все коммуникации и коллекторы.
Каждый уложенный слой поливают водой и известковым раствором, потом пускают бульдозеры с “вилками”, которые перепахивают уложенный слой, после чего его снова трамбуют. Дело в том, что как бы подушка ни трамбовалась в натуральном виде, в ней есть вода (особенно в песке и глине), а когда вода испарится, подушка просядет. Чтобы уменьшить процент проседания, и разливают известь – она удерживает воду внутри и не дает подушке проседать. Как показывают исследования, работоспособность такой подушки на 80% лучше, чем просто утрамбованной.
После того как подушка уложена, укладывают двойной слой тонкого асфальта. Для этого есть несколько причин. Во-первых, бетон хрупкий, в случае провала и просадки земли сразу появятся трещины. Причина, вызывающая просадку земли – это вода. А асфальт плотно трамбуется и заполняет все мелкие ямки и трещинки в грунте. Плюс служит гидроизоляцией, не позволяя воде попасть под бетон через термические швы бетонных стыков.
Потом начинается монтаж арматуры для бетонного полотна. Арматура используется для распределения нагрузки и предотвращения появления трещин в покрытии.
Затем бетоноукладчик начинает заливку кусочка дороги. В процессе укладки строители активно трамбуют бетон вибраторами – выгоняют воздух, который снижает прочность бетона, из-под покрытия.
В жарком климате (Техас, Флорида) обычно стараются укладывать бетон в ночное время – тогда смесь теряет меньше влаги. В противном случае, чтобы избежать появления трещин, строители используют систему поливки бетона. Но так как вода снижает прочность, бетон предварительно кутают целлофаном.
При заливке каждого участка делаются бетонные цилиндры размером 10х20 или 15х30 см, которые оставляют рядом. Через три дня их берут в лабораторию, разбивают и подсчитывают прочность залитого бетона. Делается это для того, чтобы убедиться, что уложенный бетон отвечает всем требованиям. А на стройплощадке их оставляют для того, чтобы цилиндры находились в тех же условиях, что и бетон. Если залить цилиндры на заводе ЖБИ, откуда идут бетономешалки, показатели не будут соответствовать реальным. А если бетон не пройдет тест, покрытие демонтируют и зальют новое.
Потом бетоноукладчик рисует шероховатую поверхность, которая помогает сбегать воде во время дождя и улучшает сцепление колес автомобилей с дорогой.
После заливки каждый отрезок подписывают – ставят дату выполнения работы. Потом это пригодится в ремонтных целях и для того, чтобы знать, когда дорогу можно открывать для транзита строительной техники в процессе работ. Бетон должен лежать минимум 7 дней без нагрузок, после семи дней по дороге может ездить легкая строительная техника, но полную прочность бетон обретет лишь через 28 дней. Поэтому если где-то нужно переехать дорогу тяжелому крану, для него стелют маты или бетон засыпают толстым слоем песка.
После 28 дней дорога полностью готова к работе. Срок службы дороги без капитального ремонта – 25 лет. В Хьюстоне и Далласе есть участки шоссе, залитые в 1960 г., и они находятся в отличном состоянии до сих пор. Эти участки используются для научных работ и наблюдения. Научные работы кипят в двух самых больших и престижных университетах Техаса – в Остине (столица штата Техас) и в Хьюстоне.
Сегодня в США находятся 89 экспериментальных участков бетонного покрытия – Министерство транспорта видит в бетонных дорогах будущее. Такие отрезки есть во всех четырех климатических зонах страны.
На основании экспериментов, проведенных в 1999 г. и 2001 г. на базе участков в возрасте от 25 до 40 лет, сделано несколько заключений:
– в зависимости от дизайна и материалов бетонное покрытие способно выдерживать нагрузки без появления трещин на протяжении 34 лет (против средних 8 лет у асфальтобетона);
– после 34 лет в течение последующих 5 лет лишь 16 отрезков пришли в негодность и подлежали полной замене;
– в течение 20 лет автомобилисты не жаловались на ухудшение комфорта езды, но на некоторых участках “сдавался” поддерживающий грунт, образовывая небольшие плавные ложбины без появления трещин в верхнем слое покрытия полотна дороги;
– к 2012 г. из 89 экспериментальных участков активными остаются 34 (17 находятся в Техасе). Их средний возраст – 31 год. Остальные секции были переуложены из-за текущего расширения дорог, а научные работы к сроку перекладки успешно завершены.
По примеру США бетонные дороги уже строят в Китае и Японии, Австралии и в некоторых европейских странах. В США по возможности стараются строить дороги только из бетона, снижая этим расходы на содержание дороги в процессе эксплуатации (iBud.ua/Строительство в Украине и мире)