Дороги удешевляют за счет новаций

Разработка и принятие мер по обеспечению сохранности автомобильных дорог, повышение плотности сети автомагистралей в стране и отдельно взятых регионах, строительство новых транспортных путей с использованием экономичных и эффективных технологий — все это более чем актуальные задачи в период экономического спада. О том, какие наработки в данных направлениях действуют уже сегодня на примере отдельных компаний и территорий, говорилось в рамках научно-прак­тической конференции «Развитие транспортной системы России. Дороги Сибири», проведенной Росавтодором в Иркутске.

Технологии дорожных работ с использованием органоминеральных смесей в основаниях и покрытиях автомобильных дорог, открытых битумоминеральных смесей и теплых асфальтобетонных смесей в суровых природно-климатических условиях доказали свою эффективность.

Новые технологии от Санкт-Петербурга до Магадана

Недостаток средств на ремонт и реконструкцию существующих, а также строительство новых магистралей федерального и регионального значения, даже несмотря на приоритетность этого направления, остается очевидным. Подобная проблема подталкивает федеральные, территориальные власти и дорожные службы ко все более широкому внедрению альтернативных методов существующим традиционным способам дорожного строительства. К таким альтернативам сегодня относятся методы холодного и горячего ресайклинга.

Первый метод, который специалисты рекомендуют называть технологией стабилизации (регенерации) дорожного покрытия, в мире появился достаточно давно, однако для России он во многом еще в новинку, хотя и используется во всех регионах страны. Суть технологии состоит в том, что при помощи специальных машин — ресайклеров — на определенную глубину срезается требующий ремонта слой дорожного покрытия, измельчается в барабане машины, в ней же смешивается с укрепляющими добавками (битум, цемент) и тут же ровным слоем укладывается на основание дороги и уплотняется катками. В зависимости от категории магистрали, получившуюся дорогу либо дополнительно обрабатывают, либо укладывают сверху еще один-два слоя горячего асфальтобетона.

Как отмечает помощник руководителя Федерального дорожного агентства (Росавтодора) Евгений Дамье, технология холодного ресайклинга уже успела себя зарекомендовать как в южных, так и в северных регионах страны. В частности, по его словам, метод стабилизации был испытан на ряде участков автодороги Р-504 «Колыма». «Необходимо отметить, что в любое время года климатические условия на этой трассе остаются сложными, а строительный сезон и вовсе ограничен тремя месяцами. Добавим к этому низкий уровень обеспечения местными строительными материалами. При подобных параметрах технология стабилизации позволила решить ряд задач по созданию участков дорог с высокой несущей способностью, низкой стоимостью, пригодностью к ремонтам и динамичными темпами строительства, — говорит Евгений Дамье. — Таким образом, метод позволяет решать многие из стоящих перед дорожниками задач. Еще в 2014 году Росавтодором была разработана концепция применения современных технологий, в числе которых метод холодной стабилизации является приоритетным. В настоящее время ведется работа по обновлению нормативной документации, что позволит дорожникам использовать технологию более широко».

Начальник управления качества ОАО «Новосибирскавтодор» Совет Ахметов, компания которого уже на протяжении нескольких лет использует технологию холодного ресайклинга при ремонте дорог, отмечает, что на сегодняшний день наработана довольно богатая практика, позволяющая выявить недостатки этого метода и способы их устранения.

«В частности, при всех преимуществах технология ресайклинга имеет свои особенности — получающийся продольный профиль один в один повторяет профиль нижележащего слоя дорожной одежды, в ряде случаев готовый слой необходимо выдерживать от одного до трех суток для достижения материалом набора прочности, кроме того отмечается неоднородность получающегося слоя по ширине и длине, — перечисляет он. — Наработки нашей компании позволяют нивелировать эти недостатки. В частности, продольный профиль можно выравнивать, внося на стадии проектирования дополнительные слои дорожного покрытия в тех или иных участках рельефа. Также мы установили, что для климатических условий Западной Сибири в качестве укрепляющих добавок лучше добавлять цемент. Кроме того, мы разработали способы ухода за свежеуложенным покрытием, экспресс-методики контроля за качеством слоев».

Методом терморегенерации или термофрезерного восстановления дорожного покрытия пользуются специалисты ООО «Севзапдорстрой». Этот метод в последнее время, несмотря на его экономическую привлекательность и эффективность, стал пользоваться меньшей популярностью из-за невысокой долговечности восстанавливаемого покрытия. Однако, как отмечает генеральный директор ООО «Севзапдорстрой» Илья Нечаев, его организация разработала методику, позволяющую продлить срок службы дорог, реконструированных при помощи этой технологии. При этом все плюсы терморегенерации сохраняются.

«Холодная регенерация, несмотря на все преимущества, обладает рядом недостатков: свойства асфальтобетонного покрытия не восстанавливаются полностью, прочностные характеристики перерабатываемого слоя снижаются, переработанный слой чаще всего может служить основанием дорожной одежды, кроме того, расход вяжущего материала довольно высок, — говорит Илья Нечаев. — Технология регенерации асфальтобетонного покрытия на месте заключается в следующем: комплексом передвижного оборудования в составе нагревателей и ремиксера производится нагрев старого асфальтового покрытия, его фрезерование (рыхление), добавляются битум или восстанавливающий реагент и/или новая горячая асфальтобетонная смесь, осуществляется их смешивание и укладка гомогенной смеси на дорожное основание за один проход. Одновременно поверх наложенной регенерированной смеси возможна укладка дополнительного слоя износа покрытия. Затем производится окончательное уплотнение дорожными катками. Технология позволяет избежать недостатков холодной регенерации».

По словам Ильи Нечаева, при помощи различных видов терморегенерации можно реконструировать участки дорог разной категории, с разной интенсивностью движения транспорта. При этом список преимуществ данной технологии достаточно широк. Это экологическая выгода — вторичной переработке и использованию подвергаются 100% старого асфальтобетонного покрытия. Кроме того, полная регенерация осуществляется за один рабочий проход. Многосторонние возможности улучшения смеси достигаются путем добавки новой смеси, минерального материала, вяжущего или регенерирующего средства. Также качество регенерированной асфальтобетонной смеси соответствует качеству свежей смеси. Важным преимуществом является ликвидация трещин в нижележащих слоях. Помимо этого отмечается значительное снижение сроков работ, повышение безопасности дорожного движения, экономическая эффективность от внедрения технологии, а также продление сроков между капитальными ремонтами покрытия.

«Что же касается распространенного убеждения, что горячий ресайклинг неэффективен, так как «выжигает» битум в толщине покрытия, то эта проблема может быть решена методом постепенного (ступенчатого) нагрева полотна. Таким образом, можно контролировать температуру в слое дорожной одежды и не допускать его перегрева. Наш опыт это доказывает», — подчеркивает Илья Нечаев.

Опыт иркутян

Иркутский АО «Труд» известен не только в Приангарье, но и за его пределами как крупная подрядная организация дорожного строительства. Большой опыт позволяет специалистам компании проводить успешные эксперименты по внедрению новых технологий строительства и ремонта дорог. Как отмечает первый заместитель генерального директора, главный инженер АО «Труд» Юрий Кибирев, в настоящее время компания наработала широкую практику по технологиям устройства оснований и покрытий из органоминеральных смесей, устройства тонких макрошероховатых слоев из открытых битумоминеральных смесей, а также по приготовлению и укладке теплых асфальтобетонных смесей.

«В период с 2012 по 2014 годы АО «Труд» осуществляло работы по капитальному ремонту федеральной автомобильной дороги А 166 «Чита — Забайкальск до границы с Китайской Народной Республикой» (км 165+00 — км 178+00; км 234 — км 248). По нашему предложению и согласованию заказчика (ФКУ Упрдор «Забайкалье») была изменена конструкция дорожной одежды с устройством верхнего слоя основания из органоминеральной смеси толщиной 12 см. Общая толщина конструкции, согласно выполненным расчетам, была уменьшена на 9 см, — отмечает Юрий Кибирев. — За указанный период в основание дорожной одежды данной магистрали было приготовлено и уложено свыше 46 тыс. тонн органоминеральной смеси. Производственные и приемочные испытания показали высокую надежность предложенной конструкции и высокие физико-механические свойства органоминеральной смеси».

В этом году было проведено еще одно исследование прочности дорожной одежды участка автомобильной дороги «Чита — Забайкальск» (км 165 — км 178) после двух лет эксплуатации.

Сотрудники Забайкальского государственного университета заключили, что значения модуля упругости дорожной одежды на всем протяжении участка дороги превышают проектный показатель, кроме того покрытие оказалось однородным по прочности.

В 2009 году АО «Труд» выполнило работы по строительству опытного участка дороги (подъезд к производственной базе АО «Труд») с применением органоминеральных смесей в качестве покрытия подъездной автомобильной дороги. Назначенная толщина покрытия составила 6 см. Приготовление органоминеральной смеси осуществлялось также на мобильной смесительной установке МХ-30. Сделанные вырубки осенью 2014 года (после пяти лет эксплуатации) подтверждают предположение о возможности использования органоминеральных смесей в качестве покрытий автомобильных дорог с низкой интенсивностью движения в первой климатической зоне. «Вместе с тем, несмотря на положительные прочностные характеристики, поверхность покрытия подверглась коррозии. Наблюдаются очаговые явления шелушения и выкрашивания, — подчеркивает Юрий Кибирев. — Таким образом, можно сделать вывод о необходимости последующего своевременного устройства тонкослойных защитных слоев покрытий автомобильных дорог из органоминеральных смесей».

По словам Юрия Кибирева, в списке достоинств органоминеральных смесей можно назвать широкий диапазон применяемых материалов, возможность заготовки впрок и хранения в штабеле, укладки без предварительной подгрунтовки асфальтоукладчиком или автогрейдером, а также возможность использования имеющегося в дорожных организациях парка машин и оборудования.

Одной из наиболее прогрессивных ремонтных технологий, направленных на восстановление и предупреждение разрушений покрытий дорог, улиц населенных пунктов считается технология устройства тонких макрошероховатых слоев толщиной до 2,5 см из открытых битумоминеральных смесей. АО «Труд» было первопроходцем в реализации данной технологии, разработанной еще в Советском Союзе и применяемой сейчас повсеместно на территории Сибири и Дальнего Востока.

«АО «Труд» имеет большой опыт применения БМО при выполнении ремонтных работ на федеральных и региональных дорожных сетях. Начиная с 2007 года общий объем выполненных работ по данной технологии составил более 3082,5 млн квадратных метров, — отмечает Юрий Кибирев. — Преимущества применения предлагаемой технологии очевидны. Стабильность заданных свойств поверхности покрытия тонких слоев из открытых битумоминеральных смесей в условиях интенсивной эксплуатации обеспечивается не менее 6 лет в сравнении с известными ремонтными технологиями, срок службы которых не превышает двух-трех лет. Кроме того, данная технология решает одновременно множество задач: ликвидацию деформаций и разрушений, восстановление утраченных свойств дорожного покрытия, обеспечение водонепроницаемости, выравнивание поперечного профиля и микронеровностей проезжей части и так далее».

В АО «Труд» одним из перспективных направлений дорожного ремонта и строительства называют применение теплых асфальтобетонных смесей (ТАБ). Это общий термин, охватывающий множество технологий, позволяющих производить, транспортировать, укладывать и уплотнять асфальтобетонные смеси при более низких, чем предусмотрено для обычных (горячих) смесей, температурах. Технология используется во всем мире, только в 2012 году США произвели 77 млн тонн теплых смесей, примерно 25% от всех произведенных смесей. Значительные объемы были уложены в Европе, особенно во Франции, Голландии и Германии. В Азиатско-Тихоокеанском регионе лидером по внедрению (ТАБ) является Китай. В США за счет этого нововведения планируют сэкономить на дорогах к 2020 году до $3,6 млрд.

«В АО «Труд» был разработан свой метод производства теплых асфальтобетонных смесей с использованием вспененного битума: вспенивание битума достигается непосредственно в смесителе АБЗ путем подачи в него имеющего определенную влажность материала (минерального порошка либо гидролизного лигнина), — рассказывает Юрий Кибирев. — Укладка теплого асфальтобетона производилась на участке трассы Р-255 в районе с. Шерагул. По результатам испытаний теплый асфальтобетон ни в чем не уступает горячему».

По словам Юрия Кибирева, предлагаемые технологии выполнения дорожных работ с использованием органоминеральных смесей в основаниях и покрытиях автомобильных дорог, открытых битумоминеральных смесей и теплых асфальтобетонных смесей в суровых природно-климатических условиях доказали свою эффективность. Высокие темпы производства работ, использование имеющегося оборудования и парка дорожной техники для приготовления и укладки органоминеральных и битумоминеральных смесей, исключение необходимости приобретения дорогостоящего импортного оборудования для производства теплых асфальтобетонных смесей, возможность использования местных материалов позволяют сделать вывод о необходимости широкого применения предлагаемых технологий на федеральных и, особенно, на региональных, межмуниципальных и местных дорожных сетях, на городских улицах и дорогах.