Новые технологии повышают безопасность российских дорог
Инновационные разработки отечественных компаний увеличивают надежность и долговечность дорожного покрытия. Петербургским журналистам рассказали, как перспективы битумных технологий выходят далеко за рамки дорожного строительства.
Масштабный дорожный ремонт, охвативший в 2023 году несколько крупных магистралей Северной столицы, позволил дорожникам, производителям асфальтобетонной смеси и ее компонентов применить на практике новые подходы и материалы для создания дорог принципиально нового качества. Процесс и результаты этой работы расширяют возможности для всей отрасли.
Как и любой строительный объект, дорога начинается с проекта. Но, в отличие от зданий, дорожное покрытие сразу же после укладки и на весь срок своего существования подвергается постоянной нагрузке от проезжающего транспорта. Помимо колес, на нее воздействуют низкие и высокие температуры, атмосферные осадки, солнечный свет, дорожные реагенты, эксплуатационные жидкости автотранспорта и другие неблагоприятные факторы. Поэтому в проекте необходимо учесть не только "статику", но и "динамику", смоделировать то, как поведет себя дорога в течение нескольких лет эксплуатации под агрессивным воздействием.
Этого позволяет достичь разработанная в 2016 году технология объемно-функционального проектирования. Новые ГОСТы, по которым сегодня работают ведущие дорожные предприятия РФ, при проектировании составов асфальтобетонных смесей учитывают конкретные климатические условия и транспортную нагрузку. Это меняет саму философию дорожного строительства и позволяет перейти от контроля качества уже построенных дорог к обеспечению качества в процессе их строительства, исключая технологические нарушения при производстве асфальтобетонной смеси и ее укладке.
"При работе по старым правилам делался подбор пропорции материалов для того, чтобы обеспечить оптимальное списание компонентов, главное - уложиться в ГОСТ, - объясняет различие двух подходов Алексей Коротков, руководитель Научно-исследовательского центра "Газпромнефть - Битумные материалы". - При этом допускалась относительная неоднородность: сегодня в смеси могло быть больше щебня, завтра меньше. Выпускаешь смесь, формуешь образцы, их испытания проводишь лишь на следующие сутки. Дорога уже уложена, и при необходимости исправления придется фрезеровать то, что ты уже произвел. По новым ГОСТам требуется гораздо больше времени на подбор рецепта, оценку эксплуатационных свойств асфальтобетона, а при производстве акцент делается на строгое соблюдение рецептуры".
В новых стандартах на битумные вяжущие заложена возможность учесть изменение свойств вяжущего в процессе перемешивания в асфальтовом смесителе на заводе. Кроме того, технология позволяет смоделировать старение вяжущего в покрытии дороги за несколько лет эксплуатации. Поэтому на выходе заказчик получает именно те характеристики дорожного покрытия, которые ему необходимы исходя из предполагаемой загруженности, и не тратит лишних средств. В результате этой экономии можно строить больше дорог за те же деньги.
...Работу по новым стандартам журналисты воочию смогли увидеть в Невском районе Северной столицы, где производилась замена дорожного
покрытия на участке Ивановской улицы, одной из ключевых магистралей левобережья Невы. Ремонт проезжей части и тротуаров здесь выполнялся "ДСК АБЗ-Дорстрой" в рамках нацпроекта "Безопасные качественные дороги" по госконтракту с властями Санкт-Петербурга.
Как рассказал Александр Варламов, директор по производству предприятия, нижний слой дороги делается более жестким, чем верхний, за счет усиленной бетонной составляющей. А верхний слой представляет собой щебеночно-мастичный асфальт, с большим содержанием вяжущих материалов на битумной основе. На длительность выполнения работ новые стандарты не влияют, при этом качество дороги заметно улучшается. Гарантийный срок составляет пять лет. Ранее в 2023 году по той же технологии проводились работы на Московском шоссе, Литейном проспекте, улице Седова.
Важным моментом новых ГОСТов является то, что для каждой климатической зоны России разрабатывается соответствующая асфальтобетонная смесь, учитывающая преобладающие температурные параметры. Например, при ремонте дорог в Петербурге в основном применяются битумные вяжущие с температурным диапазоном эксплуатации от плюс 76 до минус 28 градусов, которые соответствуют среднеклиматическим условиям для этой местности (речь идет о температуре дороги, а не воздуха).
Но температура эксплуатации - лишь один из множества показателей, которые задаются при проектировании асфальтобетонной смеси. Главным инструментом регулирования этих характеристик являются свойства битумного вяжущего, связывающего между собой другие составляющие - щебень и минеральные компоненты. Чтобы добиться нужных качеств готовой смеси, битум модифицируют путем растворения в нем специальных полимерных материалов. Такой битум называется модифицированным.
"У немодифицированного битума практически отсутствует эластичность, то есть способность восстанавливаться. Поэтому он накапливает микродеформации от движения автотранспорта, что может приводить к колейности, сдвигам и другим дефектам, - говорит Алексей Коротков. - А модифицированные вяжущие за счет наличия полимера получают свойства восстанавливаться. Поэтому колейность, которая могла бы возникнуть, уменьшается или не возникает вовсе".
Дорожники России уже успели оценить преимущества использования модифицированных битумов: с 2010 года общий объем их потребления увеличился с менее чем 100 тысяч тонн в год до почти миллиона тонн. В результате за последние пять лет пластическая колейность российских дорог, зависящая от качества вяжущих, существенно уменьшилась. Однако применение новых битумных продуктов не исчерпывается рецептурой дорожной смеси и помогает решать другие задачи.
Одной из них является герметизация холодного стыка между соседними полосами дорожного покрытия, которые укладываются с лагом по времени. Обычно с этого стыка в дальнейшем и начинается разрушение дороги. Чтобы усилить уязвимое место, в "Газпром-нефть - Битумные материалы" разработали жидкую стыковочную ленту "Брит FLEX", которая крепко "склеивает" между собой две полосы дороги. Битумная лента на стыке полос успешно противостоит внешним факторам, таким как нагрузка от транспорта и ультрафиолет от солнечного света.
Этот материал уже был использован на Литейном проспекте. На Ивановской улице жидкую ленту нанесли с помощью специального модуля, разработанного предприятием в 2022 году. Простое и надежное устройство устанавливается на обычный асфальтоукладчик. Рабочего объема модуля без дозаправки хватит на три часа работы и как минимум герметизации четырехсот метров стыка. Модуль уже прошел этап опытной эксплуатации и сегодня доступен дорожникам всей России. Он повышает качество работ и производительность труда, экономит время и деньги. Немаловажно и то, что для обучения оператора работе с модулем достаточно одного мастер-класса.
"Это не единственная единица малой механизации, разработанная нами. Второй образец - это машина нанесения различных дорожных продуктов, например, защитно-восстанавливающих составов и цветных защитных составов", - рассказал руководитель проектов блока научно-технического развития "Газпромнефть - Битумные материалы" Анатолий Ковалев. В планах - разработка новых, в том числе роботизированных, комплексов с применением искусственного интеллекта и машинного зрения.
Деятельность научно-исследовательского центра предприятия позволила значительно расширить ассортимент битумной продукции не только для дорожной отрасли, но и для аэродромного, промышленно-гражданского строительства и ремонта, для возведения мостов и тоннелей. Сейчас потребителям доступно более трехсот наименований продуктов, отмечает Илья Кудряшов, начальник управления реализации проектов "Газпромнефть - Битумные материалы".
В числе последних по времени разработок - продукт линейки "Брит" под названием "Торма-Мост". Он предназначен для герметизации технологических швов на мостах и путепроводах. За счет наличия в его составе большой доли полимеров новый материал более эластичен и устойчив к деформациям, чем обычные вяжущие в дорожных покрытиях. "Мы предлагаем не только "Торма-Мост" для заполнения щебеночно-мастичных технологических швов, но и полимерную грунтовку, давая полную водонепроницаемость подобным стыкам, что позволяет обеспечить эксплуатацию дороги в нормативные сроки", - подчеркнул Илья Кудряшов.
Технология позволяет перейти от контроля качества уже построенных дорог к обеспечению качества в процессе их строительства
Еще одним инновационным продуктом стал защитно-восстанавливающий состав. Его наносят на уже эксплуатируемое дорожное покрытие, чтобы увеличить срок службы, предотвратить проникновение влаги в асфальт, не допустить образования дефектов, которые приводят к появлению ям и выбоин. "Газпромнефть - Битумные материалы" предоставляет не только сам защитный состав, но и услугу по его нанесению на дорожное покрытие. Среди других новейших разработок предприятия - гидрофобизирующая проникающая пропитка "Брит". С ее помощью цементно-бетонные покрытия защищаются от воздействия осадков и дорожных реагентов. На этапе вывода на рынок находится гранулированная битумная добавка для асфальтобетонных смесей, позволяющая снизить образование колеи, повысить безопасность дорожного движения.
"Два с половиной года назад мы вышли на высококонкурентный рынок рулонно-битумной гидроизоляции, широко используемой в жилищном строительстве. Для этого пришлось заниматься более сложными рецептурами", - говорит Илья Кудряшов. Но, как известно, дорогу осилит идущий: в 2023 году уже более 400 тысяч квадратных метров кровель только в Петербурге укрыто гидроизоляционными материалами, разработанными и произведенными "Газпромнефть - Битумные материалы".
Как пояснил Илья Кудряшов "Российской газете", в своей инновационной деятельности и работе по замещению импорта предприятие старается не догонять зарубежных коллег, а соответствовать текущему запросу рынка, предлагая уникальные продукты, четко ориентированные на интересы потребителей. Благодаря усилиям научно-технического подразделения официально зарегистрировано уже 27 результатов интеллектуальной деятельности, они цитируются в российских и зарубежных источниках, используются на практике, помогая всей битумной отрасли выходить на качественно новый уровень.