Цементобетон для дорожных и аэродромных покрытий

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА  

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ 
АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ 

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 

ТРАНСПОРТА» 

___________________________________________ 

Институт пути, строительства и сооружений 

Кафедра «Автомобильные дороги, аэродромы,  

основания и фундаменты» 

 

Т.Н.Акимова 

 
 

ЦЕМЕНТОБЕТОН  

ДЛЯ ДОРОЖНЫХ И АЭРОДРОМНЫХ  

ПОКРЫТИЙ 

 
 

Учебное пособие по дисциплине  
«Дорожное материаловедение» 

 
 
 

Москва - 2020 

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА  

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ 
АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ 

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 

ТРАНСПОРТА» 

___________________________________________ 

Институт пути, строительства и сооружений 

Кафедра «Автомобильные дороги, аэродромы,  

основания и фундаменты» 

 

Т.Н.Акимова 

 
 

ЦЕМЕНТОБЕТОН  

ДЛЯ ДОРОЖНЫХ И АЭРОДРОМНЫХ  

ПОКРЫТИЙ 

 

Учебное пособие  

для направления 08.03.01 «Строительство»  

 
 
 

Москва -  2020 

 

УДК.691.327 
А-39 
 

Акимова Т.Н. Цементобетон для дорожных и 

аэродромных покрытий: Учебное пособие: - М.: РУТ 
(МИИТ), 2020.  - 115 с. 
 

В данном учебном пособии приведены сведения 

о цементобетоне, предназначенном для   устройства 
дорожных и аэродромных покрытий: условия работы 
бетона в дорожных и аэродромных покрытиях, требования к материалам и бетону, изложены основы 
технологии и подбор состава дорожного бетона; сделан акцент на определении прочностных характеристик бетона, морозостойкости дорожного бетона. 

Пособие предназначено для студентов направ
ления «Строительство», изучающих дисциплины 
«Строительные материалы», «Дорожное материаловедение». 

 

Рецензенты: 

Д.т.н., профессор Б.Б. Каримов, и.о. Председателя 
Межправительственного совета дорожников. 
Доцент кафедры «Мосты и тоннели» ИПСС РУТ 
(МИИТ) Г.И.Ляховенко. 

 
 
 
 

 РУТ (МИИТ), 2020 

 
 

ВВЕДЕНИЕ. УСЛОВИЯ РАБОТЫ  

БЕТОНА В ДОРОЖНЫХ И АЭРОДРОМНЫХ 

ПОКРЫТИЯХ 

 

Цементобетонные покрытия и основания ав
томобильных дорог и аэродромов относятся к одному 
из наиболее долговечных типов конструкций дорожных и аэродромных одежд. Расчётный срок службы 
цементобетонных покрытий составляет не менее 2530 лет. Долговечность цементобетонных покрытий и 
оснований автомобильных дорог и аэродромов в значительной степени определяется тем, насколько 
свойства бетона соответствуют условиям работы 
конструкции.  

Цементобетонные дорожные и аэродромные 

покрытия в процессе эксплуатации подвергаются механическим, физическим, физико-химическим воздействиям окружающей среды и химических материалов, используемых при зимнем содержании автомобильных дорог и аэродромов. Для аэродромных покрытий, кроме того, характерно воздействие высокотемпературных и высокоскоростных газовых струй 
реактивных двигателей самолётов. 

Механические воздействия автомобильного 

транспорта и воздушных судов вызывают в покрытии 
вертикальные и горизонтальные усилия. Под воздействием вертикальных нагрузок происходит изгиб 
плит, лежащих на упругом основании, вызывающий 
появление в бетоне напряжений растяжения при изгибе. Горизонтальные (касательные) усилия в покрытии возникают при движении транспортных средств с 
переменной скоростью и особенно при торможении. 

 К механическим воздействиям относятся ис
тирающие и ударные нагрузки.  

К физическим воздействиям, вызывающим до
полнительные напряжения растяжения при изгибе в 
цементобетонных покрытиях, относят неравномерные деформации пучения земляного полотна или 
грунтового основания при зимнем промерзании и весеннем оттаивании грунтов. 

Важной особенностью работы цементобетон
ных покрытий является многократная циклическая 
повторность напряжений от транспортных нагрузок и 
температурных воздействий, вызывающих в бетоне 
явление усталости. В этом случае сопротивление бетона характеризуется его выносливостью в условиях 
растяжения при изгибе. 

Среди физических воздействий особое значение 

имеют суточные и сезонные погодно-климатические 
изменения: выпадение снега, других осадков в холодное время года, переход температуры через 0ОС, 
что приводит к циклическому попеременному замораживанию-оттаиванию насыщенного водой бетона и 
возникновению внутренних растягивающих напряжений в его структуре. С этой точки зрения территория России разделена на климатические зоны, в которых требования по морозостойкости устанавливают в 
зависимости от среднемесячной температуры наружного воздуха самого холодного месяца года: от 0 до 
минус 5ОС (мягкие условия), от минус 5 до минус 
15ОС (умеренные условия) и ниже минус 15ОС (суровые условия).  

К наиболее агрессивным воздействиям на це
ментобетонные покрытия относят применение химических реагентов, используемых для борьбы со 
снежно-ледяными образованиями (гололёдом) на автомобильных дорогах и аэродромах. Особая агрессивность этого воздействия связана с тем, что приме

няют химические реактивы в условиях перехода температуры воздуха через 0ОС. Разрушающее действие 
на цементобетон совместного действия мороза и антигололёдных химических реагентов в несколько раз 
сильнее, чем действие только отрицательных температур.  

Чрезвычайно важным является то обстоятель
ство, что для твердения бетона в дорожных и аэродромных покрытиях необходимо надёжное обеспечение благоприятного температурно-влажностного режима. Отсутствие условий для роста прочности бетона во времени после окончания периода ухода за 
свежеуложенным бетоном (низкая относительная 
влажность воздуха при высокой температуре воздуха) проявляет склонность бетона к повышенным усадочным деформациям и образованию трещин. 

В силу специфических условий эксплуатации к 

бетону для дорожных и аэродромных покрытий 
предъявляются повышенные требования по прочности, износостойкости, морозостойкости. Проблемы 
долговечности цементобетонных покрытий – это 
комплекс конструктивных, материаловедческих и 
технологических задач.   

Различают: 
 бетон для однослойных и верхнего слоя 

двухслойных бетонных покрытий; 

 бетон для нижнего слоя двухслойных бетон
ных покрытий; 

 бетон для оснований жёстких дорожных 

одежд. 

Рис. 1. Типовые конструкции дорожных одежд  
с монолитным цементобетонным покрытием: 

 

1 - цементобетон; 2 - бетон классов по прочно
сти Btb 0,8 - B tb 1,2; 3 - щебень; 4 - песок или 

другой материал, укрепленный вяжущим; 

5 - песок или гравийно-песчаная смесь; 
6 – полиэтиленовая плёнка, геотекстиль 
 
 

1. 
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БЕТОНА 

 

1.1.  Вяжущие вещества 

 
При строительстве цементобетонных покрытий 

и оснований в зависимости от конструктивного слоя 
используют портландцемент и его разновидности: 
портландцемент с минеральными добавками, шлакопортландцемент. Наиболее существенное влияние на 
свойства цементного камня оказывает в содержании 
клинкера основных структурообразующих минералов: трёхкальциевого силиката 3CaO·SiO (С3S), 
двухкальциевого силиката 2CaO·SiO (С2S), трёхкальциевого алюмината 3CaO·Al2O3 (С3А) и четырёхкальциевого 
алюмоферрита 
4CaO·Al2O3·Fe2O3 

(С4АF). Кроме того, важное значение имеет гипс, который вводят в состав портландцемента для регулирования сроков схватывания и который существенно 

влияет на формирование микроструктуры цементного камня. Вступая в химическое взаимодействие с 
гидратирующимся алюминатом кальция с образованием гидросульфоалюмината кальция, гипс снижает 
уровень нестойкого к агрессивным воздействиям 
гидроалюмината кальция в цементном камне, повышая тем самым стойкость последнего в дальнейшем.   

Основным структурообразующим компонентом 

цементного камня – носителем прочности – являются 
гидросиликаты кальция, поэтому содержание С3S в 
клинкере рекомендуется не менее 55…60 %. Отрицательно влияет на морозостойкость трёхкальциевый 
алюминат С3А, поэтому его содержание в клинкере 
цементов для бетона дорожных и аэродромных покрытий следует ограничивать до 8 или 7 % в зависимости от марки или класса цемента.  

Поскольку активные минеральные (пуццолано
вые) добавки приводят к увеличению водопотребности и снижению морозостойкости, такие минеральные добавки как диатомит, опока и т.п. не разрешается применять для бетона дорожных покрытий. Из активных минеральных добавок используют только 
гранулированный доменный шлак в количестве не 
более 15%. При этом удельная поверхность цемента 
должна быть не ниже 280 м2/кг, что обеспечивает активное взаимодействие частичек шлака с известью с 
образованием низкоосновных гидросиликатов кальция, уплотняющих микроструктуру цементного камня и повышающих его прочность и морозостойкость. 

В качестве вяжущих материалов в дорожном и 

аэродромном строительстве применяют портландцементы, соответствующие требованиям двух действующих на сегодня стандартов: 

- ГОСТ 10178-85. Портландцемент и шлако
портландцемент;  

- ГОСТ 33174-2014. Дороги автомобильные об
щего пользования. Цемент. Технические требования 
(или ГОСТ Р 55224-2012. Цементы для транспортного строительства), который был введён в целях гармонизации российских стандартов с европейскими 
нормативными документами. 

Для бетона дорожных и аэродромных по
крытий по ГОСТ 10178-85 применяется портландцемент на основе клинкера с нормированным минералогическим составом Н (содержание минерала С3А 
менее 8%) марок: 

-  ПЦ 400-Д0-Н, ПЦ 500-Д0-Н; 
-  ПЦ 400-Д20-Н, ПЦ 500-Д20-Н. 
 
Таблица 1.1 

Обозначение
цемента

Гарантиро
ванная 
марка

Предел прочности в 

возрасте 28 сут, 

МПа (кгс/см2)

при изгибе 
при сжатии 

ПЦ-Д0
ПЦ-Д20

400
500

5,4 (55)
5.9 (60)

39,2 (400)
49,0 (500)

 

(Д0 – без минеральной добавки, Д20 – не более 15% 
доменного гранулированного шлака, Н – нормированного минералогического состава: С3А не более 
8%). 

Прочностные 
характеристики 
цементов 
по 

ГОСТ 10178-85 приведены в табл. 1.1. 

Для бетонных оснований дорог и аэродромов 

применяются портландцементы марок ПЦ 500 и ПЦ 
400 ненормированного минералогического состава с 
любыми минеральными добавками; допускается 
применение шлакопортландцемента марок 300, 400 и 
500.  

Начало схватывания цемента должно быть не 

ранее 2 ч, конец – не позднее 10 ч. Удельная поверхность не менее 280 м2/кг. 

 
Таблица 1.2 
 

Назначение 

цемента

Обозначение

Тип по вещественному со
ставу

Класс

прочности

Для бетона
покрытий
ДП
ЦЕМ-I

ЦЕМ-II/А-Ш

32,5Н; 
32,5Б
42,5Н; 
42,5Б
52,5Н; 
52,5Б

Для бетона 
оснований
ДО

ЦЕМ-II/А-Ш 
ЦЕМ-II/В-Ш
ЦЕМ-III/А
ЦЕМ-V/А

32,5Н; 
32,5Б
42,5Н

 

По стандартам (ГОСТ 33174-2014, ГОСТ Р 

55224-2012) для покрытий и оснований дорожных и 
аэродромных покрытий применяются цементы классов 22,5; 32,5; 42,5; 52,5, представленных в таблице 
1.2; требования по прочности и срокам схватывания - 
в табл. 1.3.