Сворный железобетон и бетон
Отдельные элементы железобетонных или бетонных конструкций могут изготавливаться на заводе, а затем на строительной площадке из них собирается сооружение. Такой метод возведения сооружений называется строительством из сборного железобетона (бетона). Использование сборного железобетона позволяет индустриализировать строительство, переведя выполнение наиболее трудоемких операций со строительной площадки на завод и оставив на стройке только монтаж конструкций. Объем строительства из сборного железобетона и бетона в последние годы быстро возрастает. Пока еще не все сооружения целесообразно возводить из сборного железобетона, да и не всегда это выгодно при больших размерах отдельных сооружений, однако несомненно, что в дорожном и мостовом строительство сборный железобетон в ближайшем будущем будет иметь преобладающее значение.
Уже теперь сборный железобетон широко используется в строительстве труб и мостов. Советские инженеры предложили оригинальные конструкции сборных большепролетных мостов, сборных опор мостоп и сборных плит для дорожных покрытий.
Большие перспективы имеет сборный железобетон с предварительно напряженной арматурой, в котором используются преимущества стили при работе на растяжение и полностью используется способность бетона работать на сжатие5.
Распространению сборного железобетона всех видов способствует мощное рамшпие машиностроительной техники в СССР, поскольку такой бетон является индустриальным материалом, требующим многочисленных механизмов для производства, транспорта и монтажа изделий.
Дорожные покрытия из бетона
Прочный, долговечный, износоустойчивый цементный бетон показал себя с самой лучшей стороны в качестве материала для дорожных оснований и покрытий. Расчеты подтверждают, что применение цементного бетона дает большую экономию народному хозяйству.
Еще в 1913 г, в Тифлисе была построена первая дорога с бетонным покрытием.
Помимо прямых экономических выгод при строительстве, бетонное покрытие дает значительные технико-экономические преимущества при эксплуатации дороги. Высокая долговечность бетона позволяет сократить расходы на содержание и ремонт до минимума. Срок службы бетонного покрытия автомобильной дороги в несколько раз больше по сравнению с покрытием из асфальтобетона. Хорошо построенная дорога с цементобетонным покрытием (рис. 20) может служить без капитального ремонта несколько десятков лет. Цементобетонное дорожное покрытие представляет собой плиту толщиной 18-24 сантиметра.
Рис. 20. Автомобильная дорога с цементобетонным покрытием
Если дорогу покрыть сплошной лентой бетона, то при изменениях температуры (днем и ночью, летом и зимой) бетонная плита будет изменяться в размерах - расширяться и сокращаться, и в ней возникнут напряжения, которые могут привести к растрескиванию бетона. Всем известно, что при устройстве железнодорожных путей рельсы для предохранения от коробления при температурном расширении никогда не соединяют вплотную, а оставляют на стыках зазор в несколько миллиметров. Летом этот зазор закрывается, а зимой концы рельсов расходятся.
На бетонной дороге тоже на определенном расстоянии делаются швы - зазоры. Чтобы бетонная плита не разрушалась при нагревании, устраивают швы расширения - сквозные зазоры между соседними плитами бетонного покрытия. Швы заполняют эластичной мастикой из битума, чтобы в основание под плиту не проникала вода. Швы расширения в умеренном климате устраивают через 20-30 метров. Это расстояние зависит от температуры бетонной смеси в момент укладки, а также от климата местности.
Если не предусмотреть шва расширения, то покрытие, нагреваясь в жаркий солнечный дочь, будет так напряжено, что с его поверхности могут откалываться целые куски бетона. С силой отлетая от покрытия, они могут вызвать несчастные случаи. Такие явления наблюдались на одной из дорог Калифорнии (США), где не было сделано необходимых швов.
При охлаждении покрытия до температуры меньшей, чем температура бетонной смеси и момент укладки, бетон будет сжиматься, и бетонная плита может дать трещины. Во избежание появления таких трещин покрытие разделяется швами на расстояниях меньших, чем те, при которых возникают опасные напряжения. Такие швы устраиваются обычно на расстоянии (5 - 10 метров и представляют собой прорези, глубина которых равна одной трети толщины плиты. Эти швы называются швами сжатия. Когда в бетоне поянлнютеи напряжения от сжатия при охлаждении, бетонная плита растрескивается в наиболее слабом месте - по сечению, ослабленному надрезом. Шов сжатия заливают мастикой, так же как и шов расширения.
По оси дороги также устраивают шов по типу швов сжатия, - иначе возможно образование продольной трещины.
Таким образом, цементобетонное дорожное покрытие состоит как бы из отдельных плит. Во избежание нарушения монолитности всего покрытия, а также для передачи нагрузки от движущихся машин от одной плиты к другой в швах устанавливают специальные металлические стержни.
От качества выполнения всех работ по устройству покрытия зависит в дальнейшем срок его службы.
Строительство дорог с бетонным покрытием непрерывно возрастает, они становятся основным видом магистральных дорог.