Актуальное
160_600_Поплавок_уши_Строим_добро

Матрица для битума: Инновационные материалы в дорожном строительстве

Развитию дорожной сети мешают недофинансирование отрасли, применение несовершенных технологий и некачественных материалов, растущие нагрузки на автодороги. Решение проблем специалисты связывают с внедрением инновационных технологий.

Типичные дефекты асфальтобетона, вызванные нагрузкой - продольные и поперечные трещины, шелушение, выбоины, колейность и выпотевание битумной пленки (Чтобы увеличить, кликните на фото)
Типичные дефекты асфальтобетона, вызванные нагрузкой – продольные и поперечные трещины, шелушение, выбоины, колейность и выпотевание битумной пленки
(Чтобы увеличить, кликните на фото)

В стране всего 1,446 млн км дорог, 49 000 из них находятся по патронажем Росавтодора. Реализация задач по совершенствованию качества дорожного покрытия, увеличению межремонтного срока и развитию сети российских дорог сталкивается с рядом проблем. По данным ведомства, лишь треть трасс эксплуатируется в режиме, с учетом которого они проектировались и строились.

Федеральное дорожное агентство ежемесячно регистрирует от 100 000 до 200 000 нарушений весогабаритных нормативов. «По данным, которые зарегистрированы автоматизированными пунктами весогабаритного контроля, с превышением установленных нагрузок следует более 30% автотранспортных средств, – говорит заместитель руководителя Федерального дорожного агентства Игорь Астахов. – Средний перевес составляет 45%, такая перегрузка повышает разрушающий эффект в 4,4 раза».

Типичные дефекты асфальтобетона, возникающие в связи с нагрузками, – это продольные и поперечные трещины, шелушение, выбоины, колейность и выпотевание битумной пленки. Некоторые из этих проблем можно решить путем создания новых асфальтобетонных смесей, подбором вяжущих, более 45 вариантов функциональных комбинаций которых уже разработано оте­чественными производителями.

По словам Игоря Астахова, основная задача отрасли – увеличение срока службы дорог. И здесь упор следует сделать на использование в строительстве и ремонте высококачественных материалов, в том числе на потребление полимерно-битумных вяжущих (ПБВ). «Увеличивая использование ПБВ, мы ставим перед собой цель усилить эффективность применения этой продукции за счет внедрения специальных полимеров и модификаторов», – говорит он.

Как сообщил генеральный директор компании «Газпромнефть – Битумные материалы» Дмитрий Орлов, для комплексного научно-технического сопровождения производства и применения битумной продукции на всех этапах – от разработки инновационных материалов до эксплуатационной эффективности модифицированных вяжущих в составе асфальтобетона – в 2016 году компания откроет Научно-исследовательский центр на базе своей рязанской площадки – крупнейшей в России по выпуску ПБВ.

К чему стремиться

1,76 млн т - суммарная потребность России в битумных материалах
1,76 млн т – суммарная потребность России в битумных материалах

Хотя объемы дорожных работ ежегодно растут, отремонтированные участки, не выдерживая возросшей нагрузки, теряют несущую способность уже к следующему сезону. Такая ситуация складывается в том числе из-за некачественных материалов, применяемых подрядчиками, и вследствие системного недофинансирования. Строка «текущий ремонт» появилась в федеральном бюджете лишь в 2014 году.

Привести в нормативное состояние автомагистрали, находящиеся в ведении госкомпаний, планируется к 2018 году. Напомним, что также предстоит увеличить в три раза, до 12 лет, межремонтный срок, что без применения современных материалов и технологий невозможно. Особое значение придается современным полимерным вяжущим и модификаторам для битумов, которые позволяют решить проблемы комплексно.

Компания «СИБУР» уже наладила производство различных модификаторов, применение которых позволяет обеспечить повышенные эксплуатационные характеристики дорог. На недавно открытом предприятии в Воронеже выпускают крупнотоннажные каучуки широкого спектра применения и термоэластопласты.

«Наши полимеры, входящие в состав отечественных битумов, дают возможность придать дорожному покрытию широкие свойства, – говорит технический специалист ТЭП дирекции синтетического каучука ООО «СИБУР» Вячеслав
Евтушенко. – Кроме этого, мы проверили наши модификаторы по европейской системе подбора рецептуры и получили показатели, которые не уступают европейским».

Эластичность полотна

Еще одной насущной проблемой, по словам заместителя директора департамента проектирования, технической политики и инновационных технологий ГК «Автодор» Сергея Ильина, дорожники считают недолговечность асфальтобетонного покрытия, которую можно увеличить, используя инновационные материалы.

Традиционно применяемый битум при температурном воздействии теряет свои прочностные показатели: при низких температурах становится твердым и хрупким, а при высоких, напротив, мягким и текучим. С помощью модификации битума СБС-полимерами создается матрица, представляющая собой трехмерную сетку, образованную взаимодействием полистирольных блоков.

Внутри эластомерной сетки в виде дисперсии распределен битум. Стирол-бутадиен-стирол (СБС) – это высокорастяжимый полимер, искусственный каучук, который придает битумам необходимые свойства. СБС-покрытия приобретают высокую адгезию, обладают хорошим сопротивлением к циклическим знакопеременным нагрузкам. Эластичность СБС-битумов достигает 1500–2000%. Именно на такие соединения и делается ставка.

В России в 2015 году выпущено 253 000 т ПБВ, что составляет менее 1% применяемых вяжущих

В России, по словам Игоря Астахова, в 2015 году было выпущено 253 000 т ПБВ, что составляет менее 1% применяемых вяжущих. Доля ПБВ в дорожном строительстве РФ существенно ниже, чем в Европе и Китае. Одновременно на отечественном рынке представлен широкий спектр продуктов для модификации битумов – полимеры стирола и этилена. Кроме того, существуют решения, предполагающие применение регенерированного каучука.

«Введение модификаторов позволяет не просто получать улучшенные свойства, но и обеспечить низкотемпературные и высокотемпературные параметры, – говорит Игорь Астахов. – Повышается долговечность для конкретных климатических и транспортных условий. Но стоит признать, что среди представленных на рынке модификаторов есть как эффективные, так и откровенно вредные. Дорожным агентством проводится работа по упорядочению применения модификаторов, в том числе и по систематизации нормативных технических документов».

Материалы, модифицированные СБС-полимерами, соответствуют климатическим особенностям различных территорий РФ. По этим показателям разработаны нормативные технические требования, согласно которым в III и IV дорожно-климатических зонах рекомендованной маркой является БНДУ 60, а во II и III зонах – БНДУ 85.

Совместные усилия

Кроме того, специалисты отрасли утверждают, что сеть дорог будет развиваться, увеличатся и темпы ремонта, что приведет к росту потребления битума примерно в два раза. По данным, озвученным Сергеем Ильиным, нынешняя суммарная потребность в битумных материалах составляет 1,76 млн т.

«Сформирован среднесрочный прогноз потребности вяжущих на объектах с привязкой к конкретным регионам и дорогам, – поясняет Сергей Ильин. – Планируется, что сеть автомобильных дорог государственной компании к 2020 году увеличится на более чем 3000 км, к 2030 году – на 12 500 км. Сегодня идут работы по строительству и реконструкции более 1034 км автомобильных дорог».

Для широкого внедрения современных полимеров ГК «Автодор» совершенствует нормативную базу. «В 2016 году уточнена и оптимизирована номенклатура показателей с учетом в том числе и требований ГОСТ 33133, в котором количество показателей снижено с 18 до 13, – напоминает Сергей Ильин. – Ряд показателей учтен по результатам статистки. Расширена номенклатура битумов улучшенных – определены требования к базовому битуму при приготовлении ПМБ. Уточнена система подтверждения соответствия с учетом новой номенклатуры показателей».

Кроме этого, ГК «Автодор» разработаны СТО 2.30-2016 «Полимерно-модифицированные битумы. Технические условия», в которых оговорены требования к ПМБ с учетом дорожно-климатического районирования для всей сети автомобильных дорог государственной компании. Введены такие показатели качества ПМБ, как динамическая вязкость, устойчивость к старению и стабильность при хранении вяжущих. Предложены испытания по методологии Суперпейв (Superpave), среди которых введен комплексный модуль сдвига (DSR) и жесткость на реометре с изгибом балки (BBR), позволяющий произвести набор статистики и в дальнейшем заменить традиционные методы.

Сравнение составов дорожного полотна (Чтобы увеличить, кликните на фото)
Сравнение составов дорожного полотна
(Чтобы увеличить, кликните на фото)

По информации советника руководителя Федерального дорожного агентства Евгения Дамье, технология Суперпейв в первую очередь будет введена в Центральном и Северо-Западном округах, но затем получит широкое распространение. Благодаря этой технологии применение битумных материалов и вяжущих получит конкретное прикрепление к дорогам в регионах с их особенностями.

Шагать в ногу

Вместе с тем, с точки зрения строителей-дорожников, процесс внедрения новых технологий тормозится из-за того, что интересы участников процесса не всегда стыкуются.

«Зачастую при реализации проекта важно вписаться в программу или понравиться экспертизе, – говорит управляющий партнер ГК «ГорКапСтрой» к. т. н. Олег Сапронов. – Проектировщик, строитель и эксплуатирующая организация не взаимосвязаны. Поэтому ни подрядчику, ни проектировщику не интересно обеспечение двенадцатилетнего срока, так как гарантированный срок ниже и на разных этапах включаются решения, противоречащие этой цели. Для того чтобы заложить ПБВ, мы делаем экономическое обоснование, совещаемся с производителями, которые заинтересованы в качестве своего продукта. Но так поступают не все строители».

По мнению специалиста, необходимо ужесточить контроль над соблюдением нормативных документов. На стадии проектирования следует разрабатывать и проект эксплуатации с конкретными сроками работ, поддерживающих дорогу в нормативном состоянии.

По мнению Игоря Астахова, наметился перекос и в процессе нормирования. И в этой сфере назрела необходимость систематизировать имеющиеся стандарты и нормативы, чтобы за документами не потерять главную цель.

Любовь Ежелева

В печатной версии название статьи – “Матрица для битума” (журнал “Строительство и городское хозяйство”, № 165, май, 2016 г.)

Похожие сообщения

X