Современные битумные технологии в дорожном строительстве

Строительство автомобильных дорог является сегодня одним из приоритетных направлений развития транспортной инфраструктуры не только для Сибири и Дальнего Востока, но и для всей страны. Больше 9000 км федеральных дорог находятся в Сибирском Федеральном округе, протяженность автомобильных дорог в Иркутской области составляет 12 тыс. км и более половины из них требуют ремонта. Также нам известно, что Иркутск является промежуточной остановкой для туристов на пути к основной цели: посещению самого глубокого и, пожалуй, красивейшего озера нашей планеты. И те дни, которые путешественники обычно проводят в Иркутске, запоминаются им плохим качеством дорог.

Удаленность Иркутской области от морей и расположение в центре Азиатского материка придают климату резко континентальный характер; это говорит о том, что здесь более длинная зима, более высокая амплитуда температур воздуха, значительное количество часов солнечного сияния. Именно при таких природных условиях обусловлен ускоренный износ автомобильных дорог общего пользования. Эффективным решением этой задачи может стать внедрение в Иркутской области передовых материалов и технологий, в том числе, применение в дорожном строительстве полимерно-битумного вяжущего (ПБВ).

Полимерно-битумное вяжущее (ПБВ) является качественно новым материалом, позволяющим повысить срок службы дорожного покрытия. Технические требования к ПБВ регламентируются ГОСТ Р 52056–2003 и отраслевым стандартом ОСТ 218.010–98. По физико-механическим показателям ПБВ должны соответствовать требованиям и нормам, указанным в ГОСТе. Чтобы материал соответствовал стандарту, необходимо использовать полимер высокого качества и осуществлять производство на высокотехнологичных установках по производству ПБВ.

Обычный битум:

⦁ высокая термочувствительность (смягчается при высоких температурах и разрушается при низких температурах);

⦁ плохие механические и упругие свойства;

⦁ тенденция к старению;

⦁ калейность;

⦁ вымывание;

⦁ повреждения при низких температурах.

ПБВ:

⦁ улучшенная термочувствительность;

⦁ больший интервал упругопластичности;

⦁ улучшенное сопротивление старению;

⦁ улучшенная сопротивляемость нагрузкам и

⦁ усталости;

⦁ улучшенное сопротивление старению.

Ключевыми преимуществами ПБВ стоит отметить повышение межремонтных сроков службы дорожных одежд на 8-10% и покрытий на 40-45% до капитального ремонта, снижение среднегодовых расходов на содержание дорог на 55-60 %.

Огромные средства идут на строительство новых и на содержание и ремонт существующих дорог, причём затраты на ремонт растут в связи с их выходом из строя раньше проектных и гарантийных сроков. Решить транспортную проблему может только кардинальное совершенствование дорожного покрытия, применение инновационных материалов и технологий.

Дорожное покрытие должно обеспечивать максимальное сопротивление усталостным разрушениям, обладать устойчивостью к изменениям температур суточных и сезонных циклов. Одним из перспективных направлений, позволяющих решить эти задачи, является применение модифицированных битумов (ПБВ). Стоимость ПБВ выше обычного битума в среднем на 60–65 %, но дороги не строят только из битума, доля битума в асфальтобетоне всего 6 %, расчёты показывают, что удорожание строительства 1 км дороги составляет около одного процента. Учитывая увеличение срока службы дороги в два–три раза, применение ПБВ, безусловно, экономически обосновано.

Битумы, не модифицированные должным образом, показывают на практике ряд недостатков: высокая термическая чувствительность (размягчение при высоких температурах и хрупкость при низких), плохие механические характеристики и низкая упругость, склонность к старению. Ввиду этих недостатков, а также многих практических и экономических факторов, в течение последних 30 лет был проведён ряд исследований. Они продемонстрировали, что полимерные материалы являются лучшими модификаторами для повышения технологических качеств битума. ПБВ, образованный объединением обычного битума и полимера, обеспечивает более высокий уровень качества: улучшение рабочих характеристик при высоких и низких температурах, улучшение эластопластических характеристик, повышенное сопротивление усталости материала, улучшение когезии и адгезии с наполнителями, повышенное сопротивление старению.

Технология производства модифицированных битумов хорошо изучена и освоена. Производство полимерно-модифицированного битума может быть организовано на АБЗ с терминалом, на НПЗ и на обособленном производстве. Главной частью установки для производства ПБВ является мельница. На рынке имеется несколько видов мельниц, причём большая их часть спроектирована для других отраслей промышленности (пищевой, химической, деревообрабатывающей), но используется для производства полимерно-модифицированных битумов.

Своевременная реализация этих планов может существенно улучшить положение дел в дорожной отрасли Иркутской области, хотя и требует привлечения финансовых средств. Останется ли битум проблемным и неудобным материалом или станет высокоэффективным составляющим современных дорог, решать нам! Но, учитывая важность транспортной инфраструктуры для такой страны как Россия, развивать это направление просто необходимо.

 

 

Чернышов Максим Сергеевич,

магистрант географического факультета ИГУ