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, тре-
бования к материалам и бетону, изложены основы 
технологии и подбор состава дорожного бетона; сде-
лан акцент на определении прочностных характери-
стик бетона, морозостойкости дорожного бетона. 

Пособие предназначено для студентов направ-

ления «Строительство», изучающих дисциплины 
«Строительные материалы», «Дорожное материало-
ведение». 

 

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 дорож-
ных и аэродромных одежд. Расчётный срок службы 
цементобетонных покрытий составляет не менее 25-
30 лет. Долговечность цементобетонных покрытий и 
оснований автомобильных дорог и аэродромов в зна-
чительной степени определяется тем, насколько 
свойства бетона соответствуют условиям работы 
конструкции.  

Цементобетонные дорожные и аэродромные 

покрытия в процессе эксплуатации подвергаются ме-
ханическим, физическим, физико-химическим воз-
действиям окружающей среды и химических матери-
алов, используемых при зимнем содержании автомо-
бильных дорог и аэродромов. Для аэродромных по-
крытий, кроме того, характерно воздействие высоко-
температурных и высокоскоростных газовых струй 
реактивных двигателей самолётов. 

Механические воздействия автомобильного 

транспорта и воздушных судов вызывают в покрытии 
вертикальные и горизонтальные усилия. Под воздей-
ствием вертикальных нагрузок происходит изгиб 
плит, лежащих на упругом основании, вызывающий 
появление в бетоне напряжений растяжения при из-
гибе. Горизонтальные (касательные) усилия в покры-
тии 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 неравномер-
ные деформации пучения земляного полотна или 
грунтового основания при зимнем промерзании и ве-
сеннем 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 бе-
тона 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 хо-
лодное время года, переход температуры через 0ОС, 
что приводит к циклическому попеременному замо-
раживанию-оттаиванию насыщенного водой бетона и 
возникновению внутренних растягивающих напря-
жений в его структуре. С этой точки зрения террито-
рия России разделена на климатические зоны, в кото-
рых требования по морозостойкости устанавливают в 
зависимости от среднемесячной температуры наруж-
ного воздуха самого холодного месяца года: от 0 до 
минус 5ОС (мягкие условия), от минус 5 до минус 
15ОС (умеренные условия) и ниже минус 15ОС (суро-
вые условия).  

К наиболее агрессивным воздействиям на це-

ментобетонные покрытия относят применение хими-
ческих реагентов, используемых для борьбы со 
снежно-ледяными образованиями (гололёдом) на ав-
томобильных дорогах и аэродромах. Особая агрес-
сивность этого воздействия связана с тем, что приме-

няют химические реактивы в условиях перехода тем-
пературы воздуха через 0ОС. Разрушающее действие 
на цементобетон совместного действия мороза и ан-
тигололёдных химических реагентов в несколько раз 
сильнее, чем действие только отрицательных темпе-
ратур.  

Чрезвычайно важным является то обстоятель-

ство, что для твердения бетона в дорожных и аэро-
дромных покрытиях необходимо надёжное обеспече-
ние благоприятного температурно-влажностного ре-
жима. Отсутствие условий для роста прочности бето-
на во времени после окончания периода ухода за 
свежеуложенным бетоном (низкая относительная 
влажность воздуха при высокой температуре возду-
ха) проявляет склонность бетона к повышенным уса-
дочным деформациям и образованию трещин. 

В силу специфических условий эксплуатации к 

бетону для дорожных и аэродромных покрытий 
предъявляются повышенные требования по прочно-
сти, 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, шлако-
портландцемент. Наиболее существенное влияние на 
свойства цементного камня оказывает в содержании 
клинкера основных структурообразующих минера-
лов: трёхкальциевого силиката 3CaO·SiO (С3S), 
двухкальциевого силиката 2CaO·SiO (С2S), трёхкаль-
циевого алюмината 3CaO·Al2O3 (С3А) и четырёх-
кальциевого 
алюмоферрита 
4CaO·Al2O3·Fe2O3 

(С4АF). Кроме того, важное значение имеет гипс, ко-
торый вводят в состав портландцемента для регули-
рования сроков схватывания и который существенно 

влияет на формирование микроструктуры цементно-
го камня. Вступая в химическое взаимодействие с 
гидратирующимся алюминатом кальция с образова-
нием гидросульфоалюмината кальция, гипс снижает 
уровень нестойкого к агрессивным воздействиям 
гидроалюмината кальция в цементном камне, повы-
шая 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 %. Отрица-
тельно влияет на морозостойкость трёхкальциевый 
алюминат С3А, поэтому его содержание в клинкере 
цементов для бетона дорожных и аэродромных по-
крытий следует ограничивать до 8 или 7 % в зависи-
мости от марки или класса цемента.  

Поскольку активные минеральные (пуццолано-

вые) добавки приводят к увеличению водопотребно-
сти и снижению морозостойкости, такие минераль-
ные добавки как диатомит, опока и т.п. не разрешает-
ся применять для бетона дорожных покрытий. Из ак-
тивных 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 ак-
тивное взаимодействие частичек шлака с известью с 
образованием низкоосновных гидросиликатов каль-
ция, уплотняющих микроструктуру цементного кам-
ня и повышающих его прочность и морозостойкость. 

В качестве вяжущих материалов в дорожном и 

аэродромном строительстве применяют портландце-
менты, соответствующие требованиям двух действу-
ющих 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 транспортно-
го строительства), который был введён в целях гар-
монизации российских стандартов с европейскими 
нормативными документами. 

Для бетона дорожных и аэродромных по-

крытий по ГОСТ 10178-85 применяется портланд-
цемент на основе клинкера с нормированным мине-
ралогическим 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 

Обозна-
чение
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 – нормиро-
ванного 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 поверх-
ность не менее 280 м2/кг. 

 
Таблица 1.2 
 

Назначение 

цемента

Обозна-
чение

Тип по веще-
ственному 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 клас-
сов 22,5; 32,5; 42,5; 52,5, представленных в таблице 
1.2; требования по прочности и срокам схватывания - 
в табл. 1.3.