Перша бетонна дорога була покладена у США в 1930 році, у штаті Індіана, а потім і в штаті Іллінойс в 1940 році. У Техасі першу бетонне шосе з'явилося лише в 1951 році в місті Форт Ворс. Техаський департамент транспорту (DOT) дуже швидко усвідомив правильність обраного шляху і почав активну укладання бетонних шосе вздовж і поперек всього штату, і сьогодні Техас є лідером в США по протяжності бетонних доріг, маючи 20 117 км шосе. Як розповідалося в раніше, всі дороги США можна розділити на кілька великих груп, деякі з яких, в свою чергу, складаються з класів. Отже, починаючи від самих значущих і до менш значущих, дороги класифікуються на наступні групи: Interstate Highways (позначається індексом I), US Highways (US), State Highways (в даному випадку - TX), FM roads (FM, що означає Farm to Market ), Local Roads (до цієї групи належать інші дороги, такі як Road (Rd), Avenue (Ave), Junction (Jct) та інші). Уряд, в особі US DOT встановлює певні вимоги до будівництва доріг, і вимоги ці варіюються від класу доріг до класу. Обмовлюся, що на відміну від дрібних транспортних питань, таких, як обмеження швидкості або маршрут прокладки дороги, стандарти дизайну не можуть бути змінені штатівських DOT, всі штати підпорядковуються US DOT і стандартам будівництва.
Перш ніж почати будівництво, DOT призначає публічне слухання (зазвичай в будівлі суду, або у себе в офісі). На слухання може прийти будь-який житель району, де буде будуватися або ремонтуватися дорога, і висловити свою думку. Для того, щоб у людей не виникало питань, що і як буде перероблятися або будуватися, всі плани DOT є на сайті онлайн. Будь-який проект може бути змінений по збору думок. Наприклад, жителі можу подивитися на план і сказати, що потрібно закрити вихід ось цієї дороги до шосе, для безпеки, або встановити шумоизолирующую стіну вздовж дороги, щоб в сусідніх кафе було тихо. Всі шосе, індексовані як I і US роблять з бетону (за дуже рідкісним винятком). Пов'язано це з тим, що саме по цих дорогах йде транзитний трафік, і найбільший потік як автомобілів, так і вантажів. Вибір на користь бетону був зроблений у зв'язку з кількома особливостями останнього - його міцністю, довговічністю, невибагливістю до навантаження і перевазі вантажівок.
Отже, отримавши зелене світло для робіт, DOT спершу починає думати про те, як закрити дорогу без створення пробок. Для цього робляться або тимчасові смуги десь на узбіччі (зазвичай времянки куховарять з асфальту), або дорога переробляється з винесенням на узбіччя. Але в будь-якому випадку, DOT не може закрити дорогу більш ніж на 30% пропускної спроможності. Всі ремонтні зони завжди позначаються для водіїв знаками, фішками, і інформаційними щитами, де будівельники пишуть швидкі повідомлення про поточний стан дороги або плановане закриття якихось смуг в майбутньому. На більш швидкісних дорогах поточні зони відгороджуються бордюрами, адже трафік на дорозі як і раніше продовжує пересуватися зі швидкістю 100 км / год.
Після того, як всі обгороджено і підготовлено для робіт, починається безпосередньо процес будівництва. Насамперед вигрібати близько метра порід, зазвичай порода не відвозиться, тому що вона може бути використана для різних насипів або облагородження території. Якщо йде ремонт, то починають знімати старе покриття. Потім укладається подушка для дороги, зазвичай це гравій, пісок і глина, все ретельно утрамбовується після укладання кожного шару, бо нічого потім землі розповзатися в різні боки. Так само будуються всі комунікації і коллектори.Каждий покладений шар поливають водою, а потім хлоридом кальцію - а точніше 35% розчином CaCl2 або вапняним розчином, після чого запускають бульдозери з "вилками", які переорюють покладений шар, після чого він знову трамбуется. Навіщо? Справа в тому, що як би подушка не трамбувати в натуральному вигляді, в ній є вода (особливо в піску і глині), а коли вода випаруватися, подушка просяде, щоб зменшити відсоток просідання, розливають вапно. Завдяки хімічної реакції вапно тримає в собі воду не дозволяючи їй випаровуватися і залишати подушку, тобто стримує постійний відсоток води в подушці, не даючи їй просідати.
Як показують дослідження, показники працездатності такої подушки на 80% краще, в порівнянні з просто утрамбованої подушкою. Після того, як подушка покладена, укладають подвійний шар асфальту, шар цей відносно тонкий, товщина кожного шару зазвичай 5-7 см. Навіщо під бетон укладають асфальт? Для цього є кілька причин. По-перше бетон крихкий до провалів, і в разі просідання землі відразу з'явиться тріщини, а як я згадав вище, відремонтувати бетон не так просто. Причина, що викликає просідання землі - це вода. Укладаючи шар щільного асфальту під бетон, готується рівна поверхня і прибираються будь-які можливі просадки, тому що асфальт щільно трамбується і займає всякі дрібні ямки і тріщини в грунті, а по-друге він служить гідроізоляцією для води, не дозволяючи їй потрапити під бетон через термічні шви бетонних стиків.
Після починається монтаж арматури для бетонного полотна. Зазвичай використовують стандартну сталеву арматуру діаметром 16 мм (413 МПа). Після збору арматури на землі, її піднімають на пластмасові або металеві підставки. Ідеальне положення арматури - між 1/3 і 1/2 товщини стяжки від верхнього краю, іншими словами - трохи вище середини стяжки. Причин тому дві: якщо укласти арматуру занадто близько до поверхні - арматура може іржавіти від браку матеріалу зверху, якщо укласти занадто глибоко - сталь не захистить бетон від тріщин у верхньому шарі бетону. Сталева арматура приходить на будівельний майданчик прутами по 18 метрів, на стиках арматура укладається внахлест, який підраховується інженерами. Протягом історії будівництва, інженери "вивели" технологію перехлеста, яка полягає у виключенні нахлеста всієї арматури по ширині полотна дороги в одному місці.
Арматура в бетон використовується для розподілу навантаження і запобігання появи тріщин в покритті. Відсоток стали в поперечному перерізі (перпендикулярно ходу автомобілів) зазвичай 0.60%, в поздовжньому (по ходу руху автомобілів) - 0.85%. Більшість тріщин в покритті виникає на відстані 1-3 метри, поперечно перетину дороги (перпендикулярно руху машин), тому що автомобілі продавлюють колесами покриття по ходу руху. Там, де стрес натягу бетону перевищує допустиму розрахункове навантаження - з'являється тріщина. Бетон дуже погано себе веде в натягу, а сталь - дуже добре, тому разом вони компенсують недоліки один одного. До речі, досить давно було знайдено лінійне відношення кількості і положення тріщин в бетоні до обсягу сталі, що знаходиться в стягуванні. Таким чином, було доведено, що зі зниженням контактної площі стали з бетоном, йде збільшення відстані між тріщинами.
Потім бетоноукладчик починає заливку шматочка дороги. В процесі укладання будівельники активно трамбують бетон вібраторами, щоб вигнати якомога більше повітря з покриття, повітря знижує міцність бетону. За один раз укладальник повинен залити ділянку від одного термічного шва до іншого шва, весь шматочок дороги повинен бути монолітним і без стиків бетону. Для суміші використовується бетон типу III, тому що частинки цього бетон більш дрібні, в порівнянні, наприклад, з типом I, але потрібно також не забувати, що використання більш дрібних частинок, збільшує тепловіддачу бетону при отвердении, що вносить свої проблеми в процес витримки бетону. Температурний фактор зовнішнього середовища сильно впливає на утворення тріщин в покритті. У жарких кліматичних умовах (Техас, Флорида), зазвичай намагаються укладати бетон в нічний час, тому що суміш втрачає менше вологи. Рекомендований температурний діапазон укладання бетон від 10 до 25 С градусів. В іншому випадку будівельники використовують систему поливання бетону, щоб уникнути появи тріщин в процесі твердіння бетону. Але потрібно не забувати, що додавання води знижує відсоток міцності бетону, тому для поливання використовується ряд своїх дрібних технологій і хитрощів - найчастіше бетон кутають целофаном.
При заливці кожної ділянки, робляться бетонні циліндри розміром 10 (діаметр) х 20 (висота) см або 15х30 см, які залишаються поруч з залитим ділянкою, після 3 днів вони будуть взяті в лабораторію і розбиті, потім буде підрахована міцність залитого бетону. Робиться це для того, щоб переконатися, що покладений бетон відповідає всім вимогам. Робиться це саме на буд-майданчику, щоб циліндри перебували в тих же умовах, що і бетон. Якщо залити циліндри на заводі ЗБВ, звідки йдуть бетономішалки, дуже часто виходять завищені показники. Якщо бетон не пройде тест - покриття доведеться демонтувати і перезаліть. Звичайна товщина стяжки шосе інтерстейт - 30 см, більш дрібних шосе - 20 см. Як показує практика, така товщина бетону, укладена на асфальтову подушку, прекрасно витримує навантаження і не вимагає другої сітки стали. При збільшенні товщини бетону - з'являються тріщини, тому що бетон не має достатньо стали для розподілу навантажень, при зменшенні товщини - бетон не витримує навантаження автомобілів.
Після проходки, бетоноукладчик зазвичай малює шорстку поверхню, яка допомагає втекти воді під час дощу, а так само підвищує коефіцієнт зчеплення коліс автомобілів з дорожнім покриттям. Іноді шорсткості відразу не роблять, а нарізають вже після за допомогою спеціальної машинки. Зазвичай це трапляється на монолітних мостах. Так само після заливки на дорозі не забувають підписати, коли даний відрізок був залитий, це потім стане в нагоді в ремонтних цілях, а так само щоб знати, коли дорогу можна відкривати для транзиту будівельної техніки в процесі робіт. Бетон повинен лежати мінімум 7 днів без навантажень, після семи днів по дорозі можна їздити легкої будівельної техніки, але потрібно не забувати, що повну міцність бетон набуде лише через 28 днів, і якщо з якихось причин на покриття потрапить важка техніка, то структура бетону може бути повністю пошкоджена. Тому, якщо десь потрібно переїхати дорогу важкого крану - під нього стелять мати або бетон засипають товстим шаром піску.
Після 28 днів дорога повністю готова до роботи. Термін служби дороги без капітального ремонту - 25 років. У містах Х'юстоні і Далласі є ділянки шосе, залиті в 1960 році, і що знаходяться у відмінному стані досі. Ці ділянки використовуються для наукових робіт і спостереження. Наукові роботи киплять в двох найбільших і престижних університетах Техасу - в г.Остін (столиця штату Техас) і в м Х'юстон. Сьогодні в США знаходиться відносно багато експериментальних ділянок бетонного покриття, тому що Транспортний Департамент бачить в бетонних дорогах майбутнє. Такі відрізки знаходяться у всіх чотирьох кліматичних зонах країни і мають різний дизайн. До 2001 року від декількох сотень ділянок залитих в період з 1961 по 2001 року залишилося 89 ділянок за якими йде спостереження. На основі експериментів, проведених в 1999 і 2001 роках на базі ділянок у віці від 25 до 40 років, було зроблено кілька висновків:
- В залежності від дизайну і матеріалів, бетонне покриття здатне витримувати навантаження без появи тріщин на протязі 34 років (проти середніх 8 років у асфальтобетону);
- Після 34 років протягом наступних 5 років, лише 16 відрізків прийшли в непридатність і підлягали повній заміні;
- Протягом 20 років автомобілісти не скаржилися на погіршення комфортності їзди, але на деяких ділянках "здавався" підтримує грунт, утворюючи невеликі плавні улоговини без появи тріщин у верхньому шарі покриття полотна дороги;
- До 2012 року з 89 експериментальних ділянок, активними залишаються 34 (17 знаходяться в Техасі). Їх середній вік сьогодні - 31 рік. Решта секції були переукладений через поточного розширення доріг, а наукові роботи до терміну перекладки були успішно завершені.
Досвід укладання бетонних доріг активно займається у США країнами Азії і не тільки. Укладання бетонних автомагістралей активно веде Китай і Японія, а також Австралія і деякі країни Європи, використовуючи напрацьований досвід американських будівельників доріг. У США, за можливості, штати намагаються будувати нові дороги тільки з бетону, знижуючи цим витрати на утримання доріг в процесі їх експлуатації.