Какая лучше брусчатка вибропрессованная или вибролитая?

Как известно искусственный бетонный камень мощения широко используется в качестве дорожного покрытия пешеходных зон, тротуаров, автомобильных стоянок. Общие отличия покрытий произведенных по технологиям вибропрессования и вибролитья уже были рассмотрены ранее (см. Какая лучше плитка вибролитая или вибропрессованная). В данной статье будет изучен аспект сцепления лицевой поверхности дорожного покрытия и соответственно его безопасного использования, который в итоге поможет ответить на вопрос: Какая лучше вибропрессованная или вибролитая брусчатка? Ведь для предотвращения уличного травматизма пешеходов и дорожно-транспортных происшествий лицевая поверхность камня должна обладать определенными сцепными свойствами.

В настоящее время есть возможность выбрать понравившуюся брусчатку вибролитую или вибропрессованную. Они производятся по разным технологиям, но обе имеют привлекательный внешний вид. Методы производства камней мощения и вопросы их применения рассмотрены в статье - Производство брусчатки. В практике строительства, в дорож­­ном покрытии, могут одновременно сочетаться вибролитые, вибропрессованные и натуральные камни (рис. 1).

Основная нагрузка от воздействия авто­мобильного и пешеходного движения, атмос­ферных и других факторов воспринимается верх­ней лицевой (декора­тивной) поверхностью камня.

Рис. 1. Брусчатка произведенная по разным технологиям: а - вибропрессованная фактурная (размытая); б - вибропрессованная гладкая; в - вибролитая шероховатая «шагрень»; г - вибролитая гладкая

Помимо достаточной проч­ности и износостойкости, лицевая поверхность плитки должна обеспечивать комфортное движение пешеходов по дорожному покрытию, то есть, обладать достаточными сцепными свойствами с подошвой обуви пешеходов. В Отраслевых дорожных нормах (ОДН 218.0.006-2002: «Правила диагностики и оценки состояния автомобильных дорог»), среди прочих потребительских свойств дороги: скорость, непрерывность, безопасность, выделяется удобство движения.

Требования к лицевой поверхности содержатся в ГОСТ 17608-91 «Плиты бетонные тротуарные. Технические условия» и ТУ5746-001-33157194-97 «Камни искусственные покрытий дорог»; качество лицевой поверхности бетонного камня должно соответствовать категории A6. Каждой категории бетонной поверхности изделия, согласно ГОСТ 13015-2003 «Изделия железобетонные и бетонные для строительства», соответствует диаметр или наи­больший размер раковины и высота местного наплыва (выступа) или глубина впадины. Для катего­рии бетонной поверхности изделия А6 эти значения соответственно равны 15 и 3 мм. Отмечается, что «качество рельефных, шероховатых, зернистых, камневидных, шлифованных, глянцевых поверхностей, поверхностей с обнажением заполнителей или облицованных плиткой и других поверхностей, не подлежащих дальнейшей отделки (окраске, оклейке, обли­цовке и т. д.) на строительной площадке, должно соответствовать эталону отделки (в виде поверхности целого изделия или его фрагмента) утвержденному предприятием изготовителем изделия по согла­со­ванию с заказчиком…». Таким образом, дейст­вующими стандартами, определяется только одно тре­бование к лицевой поверхности бетонных камней - соответствие определенной категории; ее сцепные свойства не нормируются.

Отсутствие требований по сцепным свойствам поверхности брусчатки, в конечном итоге, приводит к неудобству ходьбы по дорожному покрытию и даже травмам на нем. В осеннее зимний период лицевая поверхность камня под воздействием атмосферных осадков увлажняется и становится еще более скользкой и травма опасной.

В различных городах России происходят травматические случаи на плитке. Например, на томском сайте отмечается «что, гладкая тротуарная плитка, которой теперь выложены тротуары центральных улиц нашего города способствует увеличению зимнего травматизма». На омском сайте описывается ситуация сложившаяся зимой: «Только когда наступила зима, горожане поняли, в какой они оказались ловушке. По этой скользкой брусчатке нельзя ходить. Люди падали. Во многих местах мои земляки, чтобы обойти опасную плитку, вынуждены выходить на проезжую часть с интенсивным движением». Газета «Комсомольская правда» в Черноземье опубликовала статью «Тротуарная плитка калечит воронежцев». В статье пишется: «Главная виновница повышенного травматизма на улицах города – тротуарная плитка. Самыми местами в городе являются центральные улицы. Кроме того, люди получают травмы рядом практически со всеми коммерческими киосками, крупными магазинами, площадка перед которыми выложена плиткой». К сожалению, сложившаяся ситуация заслуженно вызывает у многих негативное отношение к использованию камней мощения для устройства дорож­ного покрытия. Профессор Евгений Шмитько, заведующий кафедрой технологии строительных изделий Воронежской государственной архитектурно-строительной акаде­мии, приглашенный газетой в качестве эксперта, говорит: «В нашем городе улицы мостятся двумя видами плитки. Одна – цементно-песчаная, изготовляется прес­со­ванием. Она не скользкая. Другая - фигурная, литая в пластиковых формах. Она практически не пропускает влагу, и в мороз заледеневает. Хоть эта брусчатка скользкая, но именно это она пользуется повышенным спросом у наших строительных организаций – просто потому, что выглядит симпатичнее. На мой взгляд, лучшим вариантом для покрытия улиц является асфальт высокого качества».

И опять встает вопрос - брусчатка вибропрессованная или вибролитая что лучше? Про асфальтобетон давно известно, что он содержит битум. Основные компоненты нефтя­ного битума – асфальтены, смолы и нефтяные масла, вредные пары которых испаряются особенно интенсивно в процессе укладки смеси, а также в течение всего срока эксплуатации дорожного покрытия. Напротив, бетонная брусчатка – экологически чистый материал.

Таким образом, можно сделать вывод, что оценка сцепных свойств лицевой поверхности бетонных камней мощения и ее нормирование являются актуальными вопросами, которые не учитываются ни производителями, ни проектировщиками, ни строи­телями. Данная ситуация, как видно из вышесказанного, способствует увеличению уличного травматизма.

За рубежом сцепные свойства поверхности регла­ментируются. В соответствии с европейскими нормами существует несколько групп антискользящих поверхностей. Поверхности объединены в группы в соответствии со сцепными свойствами. Таких групп пять. Так на поверхностях группы R9 человек весом до 85 кг в обуви с гладкой подошвой может стоять без опасности съехать при их наклоне под углом от 3 до 10 градусов, R10 – от 10 до 19 градусов, R11 – от 19 до 27, R12 – от 27 до 35, R13 – больше 35 градусов. Для лучшей сцепной способности поверхностей некоторую брусчатку дополнительно обрабатываются на заводе воском. В настоящее время некоторыми строительными и отделочными компаниями городов используются материалы с поверхностями, непригодными для укладки и эксплуатации в нашем климатическом поясе. Как следствие – уже набившие оскомину надписи: осторожно, скользкие ступеньки.

В отечественной практике дорожного строительства разработаны нормы по оценке сцепных свойств асфальтобетонных покрытий (ГОСТ 30413-96; СНиП 3.06.03-05; ОДН 218.0.006 – 2002). Для этих целей служит коэффициент сцепления. Коэффициент сцепления представляет собой отношение максимальной силы T, затрачиваемой на перемещение заторможенного колеса по покрытию, к вертикальной силе G (сцепной вес), воздействующей через колесо на покрытие и приложенной перпендикулярно к его поверхности (ГОСТ 17697-72. Автомобили. Качение колеса): φ=T/G .

Коэффициент сцепления характеризует способ­ность покрытия оказывать сопротивление скольжению автомобильных шин. Технически, определение коэффициента сцепления реа­ли­зуется с помощью прицепной дина­мо­метрической тележки, предназначенной для измерения коэффициента трения скольжения сблокированного колеса, движущегося со скоростью 60 км/час по увлажненному покрытию. Применение прицепной динамометрической тележки на тротуарных покрытиях, где в основном используется камень мощения – практически невозможно. Предельно допустимые в процессе эксплу­атации дорожных покрытий для движения автомобилей коэффициенты сцепления, не должны быть ниже указанных в табл. на рис. 2.

Рис. 2. Допустимые коэффициенты сцепления для автомобильных дорог (СНиП 3.06.03-05 «Автомобильные дороги»). Примечания: Значение коэффициента сцепления даны для мокрого покрытия при толщине пленки воды 1 мм и использовании измерительного колеса с гладкой шиной.

Условиям движения, по СНиП 2.05.02-85, соответствуют определенные характеристики участков дорог, которые в настоящей статье не рассматриваются. Как видно из таблицы, минимально допустимое значение коэффициента сцепления – 0.45.

Для определения зависимости коэффициента сцепления от категории лицевой поверхности бетонных камней мощения выполнен ряд испытаний. По запросу, в испытательном центре Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета, определена категория лицевой поверхности наиболее распространенных в настоящее время видов камней мощения (протокол испытаний № 1533 от 01 сентября 2005 года): гладкого и шероховатого вибролитого камня, вибропрессованного с гладкой и фактурной (размытой) поверхностью.

Гладкая и шероховатая вибролитая брусчатка, как правило, используется при благоустройстве не­боль­ших городских и частных территорий. Шероховатая поверхность камня (в прайс-листах фирм производителей, она иногда называется «шагрень») получается путем применения при его производстве соответствующей формы. В настоящее время с применением вибропрессованного камня с гладкой декоративной поверхностью выполняются дорожные покрытия пешеходных зон и тротуары основных магистралей.

Для достижения лучшего сцепления с бетонным камнем, некоторые производители внедрили технологию, при которой на заключительной стадии производства цветной заполнитель лицевого слоя (например, гранитный щебень) освобождается от оболочки цементного камня путем напора воды под высоким давлением (размыв). Размыв лицевого слоя брусчатки является одним из способов улучшения бетонной лицевой поверхности, способствующих повышению ее прочности и износостойкости. Результаты определения лицевой поверхности представлены в табл. на рис. 3.

Рис. 3. Результаты испытаний по определению категории лицевой поверхности камней мощения

Для измерения коэффициента сцепления (рис. 4.) использовался разработанный НПП «ВРТ» совместно с лабораторией строительных и дорожных машин Санкт-Петербургского государственного политехнического университета под руководством проф., д. т. н., Шестопалова А. А., прибор ДТ-М (дорожный трибометр, механический; рис. 5).

Рис. 4. Измерение коэффициента сцепления лицевой поверхности брусчатки прибором ДТ-М

Он предназначен для оперативной оценки сцепных качеств дорожного покрытия, а также других поверхностей с покрытием капитального типа для сооружений промышленного, гражданского и спортивного назначения. Наряду с высокой скоростью и точностью измерений, основными достоинствами прибора являются малые габариты и вес. Это особенно актуально при измерении коэффициента сцепления на тротуарах в стесненных городских условиях. Прибор одобрен ГУ ГИБДД МВД России и Государственным комитетом РФ по стандартизации и метрологии. По результатам опытной эксплуатации прибора получен ряд положительных отзывов от ряда научных и дорожно-строительных организаций.

Рис. 5. Прибор ДТ-М для измерения коэффициента сцепления: 1 - корпус; 2 - основание; 3 - маховик; 4 - рукоятка; 5 - вал гибкий; 6 - винт установки; 7 - рычаг установки; 8 - тележка имитатора; 9 - резина имитатора; 10 - пружина вертикальной силы; 11 - опорный ролик; 12 - направляющая; 13 - вал передачи горизонтальной силы 14 - стрелка; 15 - шкала; 16 - визирное окно 17 - трос мяги; 18 - пружина горизонтальной силы; 19 - шторка; 20 - фиксатор основания; 21 - ножка опорная; 22 - вал регулировки вертикальной силы; 23 - винт регулировки горизонтальной силы; 24 - вулка установки стрелки

Процесс измерения коэффициента сцепления лицевой поверхности камней мощения показан на рис. 4. Измерения производились в двух направлениях относительно камня: вдоль и поперек. Результаты измерения коэффициента сцепления прибором ДТ-М представлены в табл. на рис. 6.

Рис. 6. Результаты испытаний на коэффициент сцепления брусчатки

Следует обратить внимание, на факторы, которые не оценивались и не принимались во внимание, при измерении коэффициента сцепления:

• состояние лицевой поверхности плиток (загряз­нен­ность, увлажненность);
• температура окружающей среды;
• резина имитатора прибора ДТ-М имитирует материал протектора шины колеса автомобиля, а не материал подошвы обуви пешехода (резина имитатора изготовляется из протекторной смеси, являющейся базовой для разработчиков шин).

Несмотря на выше оговоренные допущения, анализируя полученные результаты, можно сделать следующие выводы.

Установить связь между категорией бетонной лицевой поверхности камня и ее сцепными свойствами не представляется возможным. Плитка с одина­­ко­вой категорией поверхности имеет различные сцепные свойства (рис. 3, 6). Это означает, что существующие нормативные документы не в полном объеме отражают эксплуатационные характеристики выпускаемых изделий и требуют доработки.

Наименьший коэффициент сцепления соот­ветствует камням производимым по методу вибро­литья. Причем камень с гладкой лицевой поверхностью имеет минимальный коэффициент сцепления по сравнению с другими образцами. Полученные значения коэффициента сцепления не соответствуют минимально допустимым для дорожного покрытия при движении автомобилей (рис. 2). Это не значит, что от применения вибролитьевой брусчатки следует отказаться. Действующие нормы допускают ее использование. Кроме того, преимущество вибролитьевого метода производства перед вибропрессованием – возможность производства большого ассортимента продукции по формам, что несомненно, привлекательно для ландшафтных архитекторов и дизайнеров. Однако, при выборе места его использования, следует учесть назначение площади на которой устраивается покрытие, интенсивность пешеходного и автомобильного движения, рельеф местности, поперечные и продольные уклоны, а также другие факторы.

Наилучшим коэффициентом сцепления, по сравнению с другими образцами, обладает камень мощения с размытой (фактурной) поверхностью. Его предпочтительно использовать на пешеходных зонах с большой интенсивностью движения, на участках дорог и площадей с выраженным уклоном рельефа. Кроме того, как показали выполненные ранее испытания, данный камень имеет повышенную прочность и износостойкость, по сравнению с обычными вибропрессованными камнями.

Размышляя над вопросом - какая брусчатка лучше вибропрессованная или вибролитая, важно сделать так, чтобы человек, во время ходьбы по дорожному покрытию, не наблюдал серый бесформенный асфальт, а с удовольствием смотрел под ноги, не думая о том, как бы не упасть и не получить травму.