Цементобетонные основания автомобильных дорог: технологии, экономика, практика

Впервые опубликовано: Цементобетонные основания автомобильных дорог: технологии, экономика, практика // Безопасные и качественные дороги. 2026. № от 04.05.2026. С. 84-88

Рост интенсивности движения, увеличение нагрузки от тяжелых транспортных средств и необходимость продления межремонтных сроков ставят перед дорожной отраслью задачу поиска решений, способных обеспечить долговечность конструкции при оптимальной стоимости как на этапе строительства, так и всего жизненного цикла. Один из ответов на этот вызов — расширение применения цементобетона в основаниях дорожных одежд. В этом материале разбираем технологии, экономику и реальный опыт ЦЕМЕНТУМ.

Автомобильные дороги в России работают в сложных условиях постоянно растущей интенсивности движения и возрастающей средней нагрузкой на ось, а также в условиях ужесточения климатических факторов и использования шипованной резины. Постановлением Правительства РФ от 30 мая 2017 года № 658 межремонтные сроки эксплуатации автомобильных дорог федерального значения с усовершенствованным типом покрытия увеличены до 12 лет, по капитальному ремонту — до 24 лет.

Этим требованиям отвечают жесткие дорожные одежды с применением цементобетона в конструктивных слоях: их нормативный срок службы согласно ГОСТ Р 59628-2021 и ГОСТ Р 58861-2020 составляет не менее 25 лет, а фактический может превышать 50 лет. По сравнению с классическими конструктивными решениями — отсыпкой основания песком и щебнем и покрытием из слоев асфальтобетона (нежесткая дорожная одежда) это более качественное, экологичное и долговечное решение, обладающее повышенной прочностью и износостойкостью и требующее меньших затрат в процессе эксплуатации.

Преимущества цементобетонных оснований

Применение цементобетона в основаниях дорожных одежд обеспечивает снижение затрат на обслуживание дороги в течение всего срока эксплуатации. Повышенная прочность и несущая способность основания гарантируют низкие и предсказуемые расходы на техническое обслуживание.

Международный опыт подтверждает: цементобетонные технологии занимают всё более прочные позиции в мировой практике. Это связано с преимуществами цементобетонных технологий дорожного строительства, которые отмечает Ассоциация бетонных дорог:

• экономическая эффективность: строительство 1 км дороги с цементобетоном на 9–12% дешевле, чем с нежесткой дорожной одеждой;
• снижение на 30–40% расходов на содержание за жизненный цикл: текущий ремонт дороги из цементобетона необходим 1 раз в 12 лет, классический конструктив нежесткой дорожной одежды требует этого раз в 3 года; капитальный ремонт бетонной дороги производится через 30 лет, нежесткий конструктив — через 12 лет;
• долговечность: фактические показатели срока службы дорог из цемента часто превышают расчетные;
• высокие технико-эксплуатационные характеристики: цементобетон не деформируется под действием большегрузного транспорта, обладает высокой прочностью и несущей способностью, выдерживает тяжелый транспорт круглогодично, включая весенний период, а со временем набирает до 30% марочной прочности;
• экологическая безопасность: цементобетон позволяет сокращать толщину покрытия из слоев асфальтобетона (если в качестве покрытия используется он, а не цементобетон); цементобетон — негорючий материал, перерабатываемый на 100%, не выделяет токсичных веществ при нагревании и не изменяет физико-механических характеристик при изменении температуры.

В России цементобетонные основания уже применяются на ряде значимых объектов: северный и восточный обходы Новосибирска, участок трассы Р-22 «Каспий», федеральная дорога А-350 «Чита — Забайкальск», М-4 «Дон».

Экономика технологии

В 2022 году НО «СОЮЗЦЕМЕНТ» инициировало проведение научно-исследовательской работы (НИР) по оценке экономической эффективности строительства автомобильных дорог с применением жёстких и нежёстких дорожных одежд различных категорий. Исполнителями выступили МАДИ и АО «Трансэкопроект».

В рамках работы оценивалась стоимость строительства дорог I, II и III технических категорий во всех дорожно-климатических зонах РФ. Для обеспечения равноценности сравнения вариантов в идентичных условиях эксплуатации были приняты одинаковые толщины дренирующего (морозозащитного) слоя, а также характеристики рабочего слоя грунта земляного полотна. Экономическая оценка проведена базисно-индексным методом на основе федеральных единых расценок.

Более низкая стоимость устройства жёстких дорожных одежд по сравнению с нежесткими прежде всего обусловлена значительной толщиной пакета асфальтобетонных слоев, требуемой для выполнения определяющего критерия на изгиб (I и II категории) и на сдвиг в песчаном слое (III категория).

Институт экономики роста имени Столыпина в своем исследовании отмечает экономическую эффективность технологии на длительном сроке эксплуатации. При 45-летнем жизненном цикле автодороги общие расходы на строительство, текущие и капитальные ремонты километра дороги первой категории составят 8,45 млрд руб. для нежесткой дорожной одежды и 4,7 млрд руб. — для конструктива с цементобетоном.

Устройство цементобетонных оснований

Рассмотрим три основные технологии устройства цементобетонных оснований.

1. Традиционная технология: скользящая опалубка

Технология устройства слоев основания из цементобетона с применением специализированных комплексов по укладке, нанесению защитного покрытия и обработке поверхности. Основное оборудование — бетоноукладчик, выполняющий комплекс работ по распределению, направлению, укладке и уплотнению бетонной смеси. Высота укладываемого слоя может достигать 50 см, ширина — 16 м.

Преимущества технологии:

• высокие эксплуатационные характеристики;
• отсутствие температурных ограничений при эксплуатации;
• жизненный цикл цементобетона в 2–3 раза больше чем у нежесткого конструктива;
• снижение затрат на содержание автодороги.

2. Технологии ВУБ (виброукатанный бетон) и БУК (бетон уплотняемый катками или roller compacted concrete))

Виброукатываемый бетон (ВУБ) — это классические тяжелые, в том числе мелкозернистые бетоны жесткой консистенции (Ж1), распределяемые асфальтоукладчиком и укатываемые катками, представляющие из себя совокупность физико-механических свойств бетона и классической технологии укладки дорожного полотна, в основном применяемый для низких классов по прочности на изгиб — от Btb1,2.

Бетон уплотняемый катками (БУК или RCC) — бетон тяжелый, получаемый из жесткой бетонной смеси (Ж3-4) со специально подобранным составом на основе принципа плотнейшей упаковки при воздействии вибрации и давления, укладываемый асфальтоукладчиком и уплотняемый катками, обеспечивающий достижение повышенных физико-механических характеристик (от Btb2,8).

Технология БУК прошла путь от первого применения в Швеции в 1930-х годах до повсеместного строительства городских дорог и второстепенных шоссе в США и Европе в 2000-х. Первый крупный проект — восстановление тоннеля нижнего выпускного отверстия плотины Тарбела в Пакистане (1974 год, 35 000 м³ за 44 дня). Одна из самых больших плотин в США, возведенных с применением укатываемого бетона, — Уиллоу-Крик (1981–1983). В США реализовано более 150 проектов общей площадью свыше 11 млн м².

Преимущества ВУБ и БУК (RCC) перед традиционным бетоном:

• Технологические: возможность строительства в холодную погоду, использование стандартной техники, скорость до 5 000 м²/сутки, быстрый набор прочности, запуск движения сразу после укладки (с ограничением скорости до 20 км/ч).
• Эксплуатационные: высокая несущая способность, увеличенный срок службы основания, повышенные прочность на изгиб, модуль упругости и трещиностойкость.
• Экономические: минимальное использование рабочей силы, возможность применения материалов с пониженными характеристиками.

Коэффициент уплотнения бетонной смеси БУК — не менее 0,98.

Основные этапы производства работ:

1. Приготовление бетонной смеси;
2. Доставка на объект;
3. Укладка асфальтоукладчиком;
4. Уплотнение катками;
5. Нанесение защитного покрытия (кюринг);
6. Нарезка деформационных швов.

Подбор состава включает четыре этапа: испытания сырьевых материалов (фракционный состав, плотность в уплотненном состоянии, насыпная плотность, вредные примеси, водопотребность, нормальная густота и прочность цемента); расчет теоретического состава (заданные рамки полных кривых фракционного состава, водопотребность, характеристики вяжущих); испытания бетонной смеси и бетона (подбор оптимального В/Ц и оптимальной влажности, содержание воздуха, прочность и морозостойкость); корректировка и оптимизация состава (разработка рекомендаций при изменяющихся условиях строительства).

Принцип расчета состава — определение необходимого количества воды для заполнения всех пустот уплотненных сухих компонентов с использованием «Модели Плотнейшей Упаковки». Характеристики каждого отдельного материала переводятся в количественную пропорцию, получается теоретическая рецептура оптимизированного по плотности состава, затем вводится поправочный коэффициент по энергии уплотнения — получается рецептура с учётом энергии уплотнения (максимальное приближение к реальным условиям).

Методы испытаний при подборе состава:

• модифицированный тест Проктора (плотность, ссылочная плотность — ASTM D1557 / EN 13286-2);
• модифицированный тест Вебе (реология, жёсткость — ASTM C1170);
• воздухомер (содержание воздуха — ASTM C231 / EN 12350-7);
• испытания бетона: прочность на сжатие, испытания на изгиб, модуль упругости (выборочно).

Особенности производства и ухода. Из-за низкого водоцементного отношения (В/Ц) эффективная загрузка миксера уменьшается, а время перемешивания увеличивается; время от приготовления смеси до укладки — не более 60–90 минут; может потребоваться увеличение дозировок добавок-замедлителей схватывания; жёсткие требования по контролю стабильности свойств смеси (влажность, плотность) и корректировке состава на заводе; загрузка должна быть равномерна по длине кузова. Уплотнение выполняется тандемным вибрационным катком (масса 10 т) и катком на пневмошинах — от обочин к оси дороги с перекрытием следа на 30 см; в труднодоступных местах применяются ручные виброплиты; запрещается останавливать каток с включенным вибратором на свежеуложенном покрытии; необходим постоянный контроль жёсткости смеси. Уход применяется сразу после уплотнения: расход пленкообразующего материала увеличивается в 1,5–2 раза по сравнению с классическим цементобетоном; возможно укрытие мешковиной, плёнкой, другими водоудерживающими материалами с постоянным увлажнением; для защиты от сильного дождя и в жарких условиях до начала ухода необходимо предусмотреть передвижные тенты длиной не менее сменной захватки.

3. Устройство с помощью виброрейки

Технология применима только при строительстве дорог малой протяженности, в том числе складских, сельскохозяйственных и производственных. Отличается доступностью, не требует наличия специализированной дорожной техники.

Требования к бетону и материалам

Для устройства слоев оснований автомобильных дорог применяются бетоны тяжёлые и мелкозернистые со средней плотностью 2 000–2 500 кг/м³.

СП 34.13330 «Дороги автомобильные» (табл. 8.10):

• монолитное цементобетонное дорожное основание: минимальный класс Btb1,2 (B7,5); морозостойкость при температуре 0...—5 °C — F25, при —5...—15 °C — F50, ниже —15 °C — F50.

Требования к цементу регламентируются ГОСТ 33174-2014 «Дороги автомобильные общего пользования. Цемент. Технические требования». Требования в данном стандарте более жёсткие по сравнению с ГОСТ 10178-85 (отменен с 01.01.2022).

Для бетона дорожных оснований (ДО) применяются: ЦЕМ II/А-Ш, ЦЕМ II/В-Ш, ЦЕМ III/А, ЦЕМ V/А с классами прочности 32,5Н; 32,5Б; 42,5Н.

Ключевые требования:

• содержание С3А не более 7%, С3А+С4АF не более 24%;
• прочность при изгибе при нормальных условиях;
• удельная поверхность 2 700–4 000 см²/г;
• водоотделение не более 28%;
• содержание R2O не более 0,8%;
• НГ не выше 30%;
• температура цемента не выше 80 °C.

Требования к песку (ГОСТ 26633-2015, ГОСТ Р 59300-2021, ТР ТС 014):

• крупность зёрен до 5 мм (по ГОСТ 26633) или до 4 мм (по ГОСТ Р 59300);
• модуль крупности 1,5–3,0 (по ГОСТ 26633) или 1,8–3,3 (по ГОСТ Р 59300);
• глина в комках не допускается;
• пылевидных и глинистых частиц не более 3% (по ГОСТ 26633) или не более 2% для бетонов покрытий (по ГОСТ Р 59300);
• рекомендуется применение отсевов дробления для увеличения морозостойкости бетона (в том числе в смеси с природным песком).

Требования к щебню (ГОСТ 26633-2015, ГОСТ Р 59300-2021, ТР ТС 014):

• наибольшая крупность заполнителя по ГОСТ 26633: однослойное или нижний слой двухслойного покрытия — 31,5 мм;
• по ГОСТ Р 59300-2021 / ОДМ 218.3.081-2016: основание — 40 мм или 63 мм;
• зёрна лещадной и игловатой формы: не более 25% (ГОСТ 26633) или основание — Л25 (20–25%) по ГОСТ Р 59300;
• глина в комках не допускается (ГОСТ 26633) или не более 0,25% (ГОСТ Р 59300);
• морозостойкость щебня не ниже морозостойкости бетона;
• не допускается содержание активного (аморфного) кремнезема.

Контроль качества

Оценка качества бетонных смесей и бетона производится по ГОСТ 10181-2014, ГОСТ Р 59301-2021, ГОСТ 10180-2012, ГОСТ Р 70363-2022. Оценка прочности бетона — по ГОСТ 18105-2010, ГОСТ 17624-2012, ГОСТ 22690-2015, ГОСТ 28570-2019. Контроль качества производства работ — согласно ППР и ГОСТ Р 70364-2022.

Испытания на прочность: прочность на сжатие (ГОСТ 10180-2012), прочность на изгиб (ГОСТ 10180-2012), прочность на растяжение при расколе (ГОСТ 10180-2012), модуль упругости (ГОСТ 24452-80), морозостойкость (ГОСТ 10006-2012), водонепроницаемость (ГОСТ 12730.5-2018).

Контроль осуществляется инженерно-техническим отделом и лабораторией на всех этапах строительства и включает:

Входной контроль: лабораторные испытания всех материалов.

Операционный контроль: корректировка состава бетонной смеси по рецепту, сохраняемости подвижности и погодным условиям; проверка геодезических отметок, маяков и копирных струн; контроль уплотнения нижележащего слоя; при применении виброрейки — проверка арматурных и опалубочных работ согласно ППР и высоты защитного слоя; проверка работоспособности техники; соблюдение режима доставки, скорости бетонирования, шага и частоты уплотнения; контроль геометрических параметров, толщины и ширины слоя; оценка качества уплотнения и ровности; контроль расхода пленкообразующего материала; своевременность мероприятий по уходу; своевременность нарезки швов, их расположения и глубины; проверка качества герметизации швов.

Приемочный контроль: оценка прочности уложенного слоя в промежуточном и проектном возрасте разрушающими и неразрушающими методами; оценка компетенций сотрудников, выполняющих производство работ.

Практические рекомендации при устройстве цементобетонных оснований

Технология устройства цементобетонных оснований надёжна и проверена практикой. На основе опыта ЦЕМЕНТУМ можно сформулировать ряд рекомендаций, соблюдение которых позволяет минимизировать риск брака и обеспечить долговечность цементобетонного основания.

Работа с материалами и составами

• При смене партии или типа цемента — проводить повторный подбор состава и корректировать рецептуру.
• Хранить инертные материалы на оборудованной площадке с бетонным основанием, разделенной по секциям; устанавливать решетки на бункерах; контролировать материалы при поступлении и погрузке.
• Обеспечивать входной контроль каждой партии песка; при его замене — корректировать состав.
• Защищать дозаторы воды и химических добавок от ветра и атмосферных осадков.
• Подбирать добавки под конкретные условия; при необходимости — комбинация добавок.
• Подбирать подвижность смеси под конкретную модель укладочного оборудования; контролировать жесткость смеси.

Логистика и поставки

• Рассчитывать запас материалов исходя из сменной производительности: при запасе менее 100 м³ возникает риск остановки работ.
• Рассчитывать необходимое количество самосвалов в привязке к производительности укладчика и БСУ, дальности возки, объёму кузова, климатическим условиям и времени суток.
• Укрывать смесь при перевозке для предохранения от высыхания и атмосферных осадков.

Персонал и оборудование

• Обучать операторский состав БСУ, проводить пробные замесы, обеспечивать сопровождение специалистов.
• При большой сменной производительности применять автоматизированные установки для нанесения пленкообразующего материала.

Подготовка и производство работ

• Контролировать геодезические отметки, маяки, копирные струны; контролировать качество уплотнения нижележащего слоя.
• Соблюдать оптимальную влажность смеси; при необходимости увлажнения — обеспечивать точную дозировку.

Погодные ограничения
Не рекомендуется выполнять работы во время дождя или непосредственно перед дождём, если грунт промерз и среднесуточная температура ниже 5 °C, а также когда ожидается понижение температуры в течение ближайших 7 суток с момента окончания работ.

Реализованные проекты

Саратовская область: Р-228 и Саратовская кольцевая автодорога

Показательный для отрасли проект реализован в Саратовской области. В рамках нацпроекта «Безопасные качественные дороги» в 2021–2023 годах был реконструирован стратегически важный участок федеральной трассы Р-228 «Сызрань — Саратов — Волгоград». По этой трассе проходит транзит из Татарстана, Самарской и Оренбургской областей. В летнее время объем трафика приводил к заторам, в связи с чем трассу было решено расширить с двух до четырёх полос. Это позволило предотвратить аварийность движения и увеличить пропускную способность до 34 тысяч автомобилей в сутки. Частью проекта стала реконструкция ключевого участка трассы — Саратовской кольцевой автодороги (СКАД), входящей в состав Р-228.

Поставщиком материалов и технологий строительства на проекте выступила компания ЦЕМЕНТУМ, чьи дорожные инженеры осуществляли техническую поддержку проекта. Специалисты провели отбор образцов грунта и инертных материалов, разработали в лаборатории составы укрепленного грунта и бетонной смеси, провели пусконаладочные работы, обеспечили операционный контроль работ, что позволило построить надежную и долговечную трассу из качественного цементобетона. Работы велись поэтапно.

1 и 2-й участки СКАД (2021 год). При реконструкции и расширении СКАД технической категории I-в для этих участков была применена конструкция дорожной одежды с использованием холодной регенерации и устройства верхнего слоя основания из цементобетона методом скользящей опалубки. Для бетона верхнего слоя основания (БСТ В25 Вtb2,4 П1) специалистами ЦЕМЕНТУМ был подобран состав под бетоноукладчик Wirtgen SP124 с использованием преимущественно местных инертных материалов:

• песок месторождения «Девичьи горки», Саратовская область;
• отсев дробления карьера «Павловск-неруд», Воронежская область;
• щебень фракции 5–20 мм, карьер «Ершовский», Саратовская область.

В качестве гидравлического вяжущего использовался цемент ЦЕМ II/А-Ш 42.5Н ДО по ГОСТ 33174-2014 производства завода ЦЕМЕНТУМ в г. Вольск. Бетонная смесь производилась на двух приобъектных БСУ. Этот же цемент применялся в проекте при технологии холодной регенерации.

3 и 4-й участки СКАД (2022 год). Работы продолжились с применением технологий укрепления грунтов и устройства цементобетонного основания.

Технология укрепления грунта позволила получить грунтоцементное основание путём смешивания местного грунта ресайклером с минеральным вяжущим — благодаря этому возросла прочность и долговечность конструкции, и тяжелая техника работала даже в весеннюю распутицу. Технология холодной регенерации позволила не утилизировать старый асфальтобетон и уменьшить объем завозимых на площадку инертных материалов: остатки старого асфальтобетона перемешали с минеральным вяжущим, инертными материалами и органическим вяжущим.

В 2023 году Ассоциация бетонных дорог провела в России сравнительный мониторинг различных участков с цементобетонными и асфальтобетонными покрытиями. Согласно его данным, участки дорог с цементобетонным покрытием после долгого периода эксплуатации находятся в хорошем состоянии, а участки с асфальтобетоном — в удовлетворительном и частично в неудовлетворительном состоянии.

Другие проекты в ПФО

Среди реализованных с участием ЦЕМЕНТУМ проектов в Приволжском федеральном округе в 2021–2022 годах:

• Объезд п. Сенная (Саратовская область) — 15 км, цементобетонное основание;
• Обход Спасска, трасса М-5 (Пензенская область) — 23 км, цементобетонное основание;
• Саратовская кольцевая дорога 1–4 этапы (Р-228) — цементобетонное основание;
• Реконструкция Тоцкое М5, подъезд к г. Оренбург — 2,75 км, цементобетонные основание и покрытие.

Заключение

В условиях постоянно растущей интенсивности движения применение цементобетона в основаниях дорог значительно увеличивает межремонтные сроки и обеспечивает долговечность, качество и безопасность конструкции. Расширение применения цементобетона в России позволит снизить эксплуатационные затраты в течение жизненного цикла и направить сэкономленные средства на строительство новых автодорог.

Это напрямую способствует достижению целей национального проекта «Эффективная транспортная система», в рамках которого к 2030 году планируется привести к нормативу свыше 60% региональных и 85% федеральных дорог.

Ключевые направления работы включают:

• Модернизацию и расширение автодорожной сети — поддержание нормативного состояния федеральных трасс, строительство и реконструкция дорог.
• Увеличение объемов строительства — возведение новых участков и модернизация существующих, что сокращает время в пути и улучшает логистику между регионами.
• Продление межремонтных сроков — повышение качества дорожного основания и покрытия и увеличение интервалов между ремонтами.

Имеющийся потенциал ведущих дорожно-строительных компаний РФ позволяет при необходимости существенно нарастить объемы строительства автодорог с применением цементобетона и тем самым способствовать достижению национальных целей.