Как делают наши дороги

Как делают наши дорогиХорошие дороги - реальность или фантастика?

   Немного истории...

Как делают наши дороги   Еще совсем недавно, в начале XIX века, улицы даже самых крупных городов мостились камнями, проезжая часть представляла из себя булыжную мостовую. Постепенное развитие автомобильной промышленности потребовало новых решений в обустройстве дорог. Начиная с середины XIX века во Франции, Швейцарии, США и ряде других стран дорожное покрытие начали делать из битумно-минеральных смесей, а в 1876 г. впервые в США применили литой асфальт, приготовленный с использованием нефтяных битумов. Асфальтобетонное покрытие впервые было применено для покрытия тротуаров Королевского моста в Париже. 

 

   Технологии настоящего

Как делают наши дороги   Асфальт оказался наиболее подходящим материалом для дорожного покрытия изо всех испробованных дорожными строителями. Ровное покрытие, обеспечивающее неплохое сцепления автомобиля с дорогой, дожило до наших дней.  Асфальтобетон признан оптимальной смесью для покрытия дорог не только по соотношению "цена-качество", но и по своим свойствам, он достаточно быстро затвердевает и позволяет быстро запускать движение транспорта по нужному участку. Кроме того, его легко ремонтировать, мыть и на нём хорошо держится любая разметка.

   Но ни одна технология - не вечна, на смену ей приходят новые, еще более выгодные и современные. Итак, что мы имеем на сегодняшний день: асфальт и по сей час является основой всех наших дорог. Меняется состав смесей и техника укладки.

   Условно, техника укладки асфальтобетонного покрытия разделяется на "горячую" и "холодную". Соответственно, с учетом температуры, при которой происходит укладка и уплотнение смеси, а также вязкости битума различают несколько сортов асфальта.

   "Горячая" укладка асфальтобетона - это то, что мы чаще всего видим, в жаркую погоду измученные дорожные рабочие бьются над раскаленным асфальтом. Основана она на традиционных и всем понятных физических процессах. В последнее время горячий асфальтобетон "льют" лишь при капитальном строительстве дорог. Для ремонта давно используется "холодная" технология.  

   Вот это уже нестандартное и новое решение. Технологический процесс ремонта дороги для мало-мальски обученного специалиста по такой технологии прост, как ничто другое. Специальную смесь просто засыпают на подготовленную поверхность и укатывают. В "промышленных" масштабах мегаполисов - спецтехникой, в "бытовых" - чем под руку попадется.

   Из ноу-хау, доступных для российских дорог по составу смесей, можно отметить пока только щебеночно-мастичный асфальтобетон. Основное отличие ЩМА от обычных асфальтобетонов заключается в его жесткой каркасной структуре в слое покрытия. Такая структура обеспечивает передачу нагрузки с поверхности в нижележащие слои через непосредственно контактирующие друг с другом отдельные крупные частицы каменного материала. Тем самым достигается существенное снижение деформации как в продольном, так и в поперечном направлении. Попросту говоря, - на таком асфальте не будет колейности, он не трескается и разрушается гораздо медленнее.

 

   "Асфальтные болезни"

Как делают наши дороги   В общем и целом, эта краткая информация обрисовывает картину строительства и ремонта дорог в России. Составы смесей и технологии "гостированы", а рабочие аттестованы, в чем же дело с дорогами? Почему по-прежнему они остаются одной из основных российских проблем?

   Почему асфальт слишком быстро разрушается?

   Здесь играет роль нарушение технологии укладки, причем, дело не всегда в дорожниках. Как это ни банально звучит, во всем виноват климат. Среднегодовая температура в России -5.5 градусов по Цельсию, это при том, что в Финляндии, например, она составляет 1,5 градуса. Но это не объясняет укладки асфальта на снег, что достаточно часто можно увидеть поздней осенью даже в Казани. Итак, вину за трещины и ямы принимает в основном климат, разделяя ее с некомпетентными рабочими, и это при том, что мы условно считаем производителей асфальтных смесей идеальными, потому что в эту область нам не дает проникнуть коммерческая тайна.

   Одно из решений климатической проблемы, кроме, естественно, контроля за рабочими, является технология холодной регенерации. В двух словах: новый асфальтобетон в горячем состоянии заливается на взрыхленный старый слой асфальта. Такой метод позволяет снизить усталостные напряжения, приводящие к разрушению, и повысить водо- и морозостойкость покрытия.

     Откуда на асфальте волны?

   Асфальт, по какой бы технологии он не был уложен, имеет вполне естественную особенность - повторять форму поверхности, на которую уложен. Поэтому в "ландшафтно-неуравновешенных" местах перед непосредственной укладкой асфальтобетона кроме щебня используется этакий бетонный "фундамент", чего у нас часто не происходит. Поэтому со временем на проезжей части появляются странные неровности. За несколько лет при небрежной укладке асфальта на проезжей части может вырасти "стихийный" лежачий полицейский. Что мы часто и наблюдаем.

      Почему где-то асфальт гладкий, а где-то почти мостовая?

   Здесь все зависит от фракции асфальтобетонной смеси. Причем к ее качеству это никакого отношения не имеет, все используемые смеси гостированы.

   В зависимости от крупности зерен минеральных составляющих асфальт может быть:

   -крупнозернистый (40мм);
   -среднезернистый (25мм);
   -мелкозернистый и песчаный (15 и 5мм).

   Целесообразность использования различных смесей зависит от условий укладки.

  

   Что делать и кто виноват?

   Как это ни странно, но именно сейчас Россия входит в стадию, которая обещает стать переломной именно для дорог. По территории нашей страны постепенно пролегают сотни тысяч километров новых трасс. Они заменяют советские автодороги. Самого российского то качества мы, по сути, в масштабах страны еще не видели, и обсуждать его рано.

   Оценить работу, которую ведут российские дорожники можно будет лет через десять, а если работают и правда хорошо, на что хочется надеяться, - через двадцать-двадцать пять, когда проявятся четко определенные проблемы полотна, укладываемого сейчас. Остается только ждать.

 

Интересные факты о современных дорожных покрытиях
(Виталий Липик, кандидат технических наук)

Как делают наши дороги   Специалисты дорожного строительства говорят, что асфальт на жаре "плывет". Экологи же скажут, что из асфальта выделяются вредные вещества.

   В последнее время стало модно пугать население вредным воздействием полимеров, синтетических волокон, антропотоксинами, афлотоксинами и другими новшествами цивилизации. Интересно, видели ли противники окон из ПВХ спектр веществ, выделяющихся из деревянного окна? Сравнивал ли кто-нибудь их по токсичности? С различных точек зрения можно взглянуть и на проблему выделения вредных веществ из асфальта.

   Все прекрасно представляют, как в жару пахнет асфальтовое покрытие. Если мы можем своими органами чувств ощутить запах выделяющихся веществ, то каковы же масштабы выделения вредных веществ с учетом огромной территории, покрытой асфальтом в городе? Ботаники отмечают, что выхлопные газы и испарения от асфальта приводят к появлению в городе деревьев-"мутантов" со странной метлообразной формой веток, которая закрепляется генетически. Медики говорят о вредном воздействии асфальта, осторожно предполагая, что испарения из асфальта и асфальтовая пыль могут быть причиной раковых заболеваний. Но в колокола никто не бьет, потому что понятно – отказаться от асфальтовых покрытий невозможно.

   В то же время в крупнейших городах Европы в настоящее время вместо асфальта укладывается брусчатка, стоимость которой в восемь раз выше. Неспроста большое внимание этому вопросу уделяют и власти белорусской столицы, меняя асфальт крупнейших улиц Минска на плиточные покрытия.

   Асфальт – это строительный вяжущий материал

   Явление, когда над асфальтированной дорогой в жару "плавится" воздух, наблюдали все. Примерно то же самое происходит, если открыть канистру с бензином и присмотреться к воздуху над горловиной. Явления одинаковые, связанные с выделением углеводородов. Природный асфальт получается из нефти в результате испарения легких фракций и окисления. Искусственный асфальт – смесь битумов (13-60%) с тонкоизмельченными минеральными накопителями. От природного асфальта он отличается наличием парафина и большим содержанием нефтяных масел. Получается, что асфальт – это нефтепродукт, самая тяжелая нефтяная фракция. Ни один химик не даст точного состава нефти, настолько много она включает химических соединений, а про асфальт и подавно трудно сказать что-то определенное, поскольку его составляющие относятся к полициклическим, гетероциклическим и ароматическим углеводородам. Хотя элементарный состав асфальта известен и содержание элементов в нем колеблется в пределах: углерод – 80-86%, водород – 7-9%, кислород – 2-10%, сера – до 10%, азот – до 2%. Помимо этого в его составе имеются тяжелые металлы: никель, ванадий до 0,2%, железо, медь, магний содержатся в очень малых количествах.

   При приготовлении асфальтобетонной смеси в нее добавляют до 5 пластификаторов и различные добавки. Получается, что испарения из асфальта являются смесью нефтепродуктов. С водой, с учетом кислотности осадков, из асфальта плывут соли никеля, ванадия и других металлов. Некоторые соединения никеля и ванадия относятся к первому и второму классам токсичности и являются канцерогенами.

   Канцерогены из асфальта

   Нефтяные углеводороды асфальта в значительной мере ароматические (отсюда специфический аромат асфальта) и полициклические углеводороды, среди которых также немало канцерогенных соединений. В подтверждение этому исследования казахстанских ветеринаров, которые отследили зависимость высокой частоты раковых заболеваний, в частности дыхательных путей, у городских домашних собак, по причине постоянного обнюхивания собакой территории и втягивания приземного воздуха наподобие пылесоса. И чем больше в жилой застройке процент асфальтированных покрытий, тем выше частота раковых заболеваний животных.

   У экологов вызывает удивление высокое содержание ароматических углеводородов в пробах городского воздуха, особенно в жаркое время года. Это бензол, триметилбензол, диэтилбензол, толуол и гетероциклические соединения, источников выделения которых казалось бы рядом нет: ни предприятий, ни интенсивного движения автотранспорта – только лишь асфальт. Украинские специалисты, проводя исследования, по самым скромным подсчетам оценили вклад асфальта в загрязнение городского воздуха в 10-15% от общего количества вредных веществ, поступающих в городскую атмосферу в результате человеческой деятельности.

   Добавки плохие и хорошие

   Научный прогресс не стоит на месте, растет число предложений по модификации асфальта различными добавками, в частности самой популярной – резиновой крошкой. Никто не спорит, при введении резины асфальт по различным характеристикам становится лучше. Модификация асфальтобетона резиновой крошкой улучшает прочность к растрескиванию, снижает уровень шума, сокращает тормозной путь. Правда, снижается устойчивость асфальта к холоду, что необходимо учитывать в условиях Беларуси. Все чаще и чаще говорят о применении резиновой крошки и у нас. Приводят показатели прочности, водостойкости, коэффициента набухания и нигде не отмечены факторы выделения вредных веществ из такого асфальта, а ведь резина сама по себе является источником выделения углеводородов. Что же будет выделяться из дорожного резинового покрытия, которое под воздействием солнца будет нагреваться в условиях Беларуси до 60 градусов, а с учетом движения и торможения машин еще выше?

   В асфальт пытаются добавить различного типа отходы, например, гальванические металлсодержащие шламы. Данные исследования проводились в Польше и России. Во Франции в асфальт пытались закатать золу от мусоросжигательных заводов. Эти исследования, несомненно, полезны и оправданы, поскольку позволяют решать проблему утилизации токсичных отходов. Но малоисследованным остается временной фактор. Что будет с этими токсичными добавками в асфальте через 5-10 лет? Куда девать потом асфальт с таким наполнителем? Скорее всего, в условиях эксплуатации при истирании асфальтовая пыль, выделяющаяся в воздух, будет содержать в себе металлы, введенные в смесь. Поэтому к данному вопросу необходимо подходить с большой осторожностью, например, асфальтировать экспериментальные участки вне городской черты и т.п.

Другие документы раздела