Ультратонкое бетонное покрытие асфальтированной дороги с армирующей базальтовой сеткой выдерживает около 1,5 млн. тонн трафика в год

армирующая базальтовая сетка
Бетонное покрытие толщиной 50 мм, которое выдерживает 30 МПа, армированное базальтовым волокном Stonerod. Изображение Гордона Форрестера

Мы можем укладывать тонколистный бетон на фрезерованные асфальтовые дороги, заменяя материал, который постоянно необходимо ремонтировать. Мы знаем, что он переживет асфальт.

С начала 1980-х годов Совет по научным и промышленным исследованиям (CSIR) Южной Африки активно занимался исследованием методов использования ультратонких бетонных покрытий (UTRCP). В 2002 году был запущен пилотный проект в карьере района Рудекрантц.

Исследователи моделировали нагрузку трафиком на дорогу, при этом была использована созданная для этой цели конструкция повторяющихся циклов нагружения и симулятора тяжелого транспортного средства. Кроме того, были построены тестовые дорожные полосы, которые были подвергнуты испытанию интенсивным движением. Нагрузки Е80 были обычными в течение более восьми лет и для более 1 миллиона осей транспортных средств.

В начале сентября 2016 года было уложено ультратонкое бетонное покрытие поверх избитого выбоинами, изношенного асфальта на выходе из действующего песчано-каменного карьера недалеко от Крюгерсдорпа в Гаутенге, Южная Африка.

В ходе анализа транспортных потоков, проходящих в течение двенадцати часов за обычный рабочий день, выяснили, что в общей сложности 919 транспортных средства (почти 77 транспортных средства в час) прошли через исследуемый участок. 508 автомобилей пересекли тест-полосу, покидая данную территорию. 62% транспорта были многоосными тяжелогружеными самосвалами.

Место проведения испытаний находится на дороге Авраама Ван Вика, это подъездная дорога к карьеру Рудекранц, в Руймсиге / Малдерсдрифте, Рудепорт, Гаутенг, Южная Африка. [26º04’02 ”S 27º51’43” E]. Дорога находится в районе, который неоднократно использовался для испытаний дорожного покрытия. Как упоминалось выше, испытательный полигон CSIR находился в исходном карьере.

Испытательный участок размером 3 х 5 м был размечен на старом асфальтовом покрытии. Асфальт был вымыт водой и очищен. Стальная опалубка высотой 25 мм была прикреплена к асфальтированной поверхности для регулирования высоты стяжки. Внутри опалубки вырыли фундамент для утолщения краев плиты — приблизительно 150 мм в ширину и около 100 мм в глубину. Местный бетонный завод поставил готовую бетонную смесь, которая выдерживает нагрузку 30 МПа с осадкой около 100 мм. Смесь залили в опалубку, выровняли и утрамбовали.

В бетон уложили «модифицированную» базальтовую сетку. Модификация была направлена на уменьшение веса, (снижения себестоимости) армирования для покрытия. Исходный продукт, выбранный для тестирования, представлял собой сетку из базальтового волокна бренда Stonerod весом 450 г / м2, размером 25 мм х 25 мм.

fармирующая базальтовая сетка
Изображение Гордона Форрестера

Этот продукт уменьшили до приблизительно 225 г / м2 путем физического удаления «+» кусочков из середины четырех смежных отверстий размером 25 × 25 мм. Это позволило получить сетку размером 50 х 50 мм, которая была заметно легче при снижении общих несущих и армирующих характеристик. Несмотря на модификацию, сетка продемонстрировала отличные показатели работы.

Как только первый слой бетона был уложен, сетку поместили на поверхность, выровняли поверхность для удаления морщинистости и утрамбовали во влажный бетон. После этого к опалубке стяжки добавили еще 25 мм, в результате общая толщина стенки составила 50 мм. Затем в опалубку влили дополнительную бетонную смесь, которая выдерживает 30 МПа, бетон выровняли согласно уровню. На покрытие был уложен черный пластиковый лист для отверждения.

На следующий день стальную опалубку удалили и сделали небольшие откосы путем нанесения отделочного слоя на края плиты. Плиты не соединяли с основной плитой. Кроме того, не были предусмотрены усадочные трещины.

Чтобы в полной мере оценить работоспособность системы был выбран «наихудший» сценарий. На полосу тестирования нанесли пластиковое защитное покрытие на семь дней для отверждения, а затем плиту 20 МПа открыли для движения транспорта. (Бетон прочностью 30 МПа должен достичь 20 МПа за семь дней.)

Полоса была введена в эксплуатацию немедленно. Движение в этом районе интенсивное и полоса подверглась настоящему испытанию. Система доказала свою эффективность в условиях нагрузки трафиком +/- 1625 осей в течение 12 часов и расчетной годовой массой транспортных средств — 1,5 млн. тонн. Надежность была доказана, по крайней мере, для 600 000 автомобилей.

На бетоне появились трещины. Это природа бетона. Единственным армирующим элементом являлась «легкая модифицированная» сетка из базальтового волокна бренда Stonerod. Утолщение краев создало точки напряжения и продольную трещину над краем балки. Нормальное растрескивание при усадке присутствует, но если бы на бетоне были надрезы, эти трещины могли стать незаметными. Выбоин нет нигде, никакое обслуживание не потребовалось.

Автор:

Р. Гордон Форрестер. A.C.T (MICT Ret.).
Технический директор: Stonerod Technologies (Pty). Ltd.
12 Graniet Street,
Jet Park,
Gauteng,
Южная Африка.

Использование

Оставьте первый комментарий

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*