Использование сероасфальтобетона позволит сократить затраты на строительство дорог примерно на 40%. Об этом в интервью Агентству городских новостей «Москва» рассказал профессор кафедры дорожно-строительных материалов Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ) Юрий Васильев.
Также он рассказал о новых технологиях при изготовлении дорожного покрытия, факторах, влияющих на износ дорог, экологичности и мерах удешевления дорожного строительства, об использовании шипованной резины, а также о том, как высокие скорости влияют на износ дорог.
Агентство «Москва»: На московском нефтеперерабатывающем заводе (МНПЗ) началась опытно-промышленная эксплуатация первой в России установки по производству полимерно-модифицированных битумов нового поколения. Как данная технология может повлиять на сроки износа дорожного покрытия, которое произведут на основе полимерно-модифицированных битумов?
Юрий Васильев: Уже на протяжении двадцати лет на российских дорогах применяются асфальтобетоны на основе полимерно-битумных вяжущих. И один из первых опытов применения такого материала стало покрытие при реконструкции Московской кольцевой автомобильной дороги в середине 90-х гг. прошлого века. На МНПЗ реализована российско-французская технология производства полимерно-модифицированных битумов. Чтобы понять, насколько данное вяжущее лучше, чем полимерно-битумные вяжущие уже производимые в России нужно время. Так как для того, чтобы сделать какие-либо выводы необходимо длительное наблюдение за построенными и эксплуатируемыми дорожными объектами. Как минимум в течение зимнего и летнего периодов.
А.М.: В чем уникальность данной технологии?
Ю.В.: В настоящее время для устройства покрытий на федеральных дорогах следует применять асфальтобетонные смеси на полимерно-битумном вяжущем. Для этого дорожные организации создали много разных установок, которые обеспечили выпуск этого материала. При этом дорожники битум получают с нефтеперерабатывающего завода, и в процессе его модификации добавляют пластификаторы, полимеры, используя при этом специальное оборудование - установки для модификации битума. Но все это делалось таким образом, что нефтеперерабатывающий завод работал сам по себе, а установка по производству полимерно-битумного вяжущего материала - сама по себе. Поэтому получалось так, что нефтяники производили битум, а потом дорожники его модифицировали. Так вот установка, которая появилась на московском нефтеперерабатывающем заводе, ценна в первую очередь тем, что нефтяники сделали ее непосредственно у себя и именно они готовят полимерно-битумное вяжущее как полноценный товарный продукт.
Некоторые эксперты говорят, что асфальтобетон на основе полимерно-битумного вяжущего должен отработать в дорожном покрытии 18 лет. Я этой цифре в любом случае не верю, так как под действием колес транспорта считается, что асфальтобетон в среднем за год изнашивается где-то на 5 мм. Таким образом, за 18 лет износ составит 9 см. Сегодня, когда верхний слой покрытия устраивают толщиной 5-6 мм, говорить о сроке службы 18 лет странно, так как к этому времени слоя асфальтобетонного покрытия уже не будет существовать.
В любом случае, по зарубежным и отечественным данным известно, что полимерно-битумные вяжущие увеличивают работоспособность асфальтобетона. Однако результаты зарубежной практики следует с осторожностью переносить на российскую землю в связи с существенным различием в климатических условиях эксплуатации дорожных покрытий. У нас зимой минус 30 градусов, а в летний солнечный день черное асфальтобетонное покрытие нагревается до 75-80 градусов, то есть более 100 градусов диапазон изменения температуры. Но кроме этого большое значение имеет число переходов через ноль, а их в Москве за год бывает не менее 50. За рубежом таких условий практически нигде не наблюдается.
Также для обеспечения безопасности в зимний период мы вынуждены массово применять противогололедные реагенты, переобувать автомобили на шипованные шины, что либо запрещено в западно-европейских странах, либо существенно ограничивается по сравнению с нами. Поэтому западный опыт учитывать надо, но это не показатель.
А.М.: Когда и где в Москве использовался полимерно-битумный вяжущий материал для дорожного покрытия?
Ю.М.: Асфальтобетонные смеси с использованием полимерно-битумных вяжущих в Москве были применены в середине 90-х гг. прошлого века в процессе осуществления реконструкции МКАД. С тех пор практически на всех магистралях города применяются подобные асфальтобетонные смеси с полимерно-битумными вяжущими.
А.М.: Какие новые технологии для дорожного покрытия могут быть внедрены в перспективе?
Ю.В.: Сейчас МАДИ основательно, с 2000 г., занимается исследованиями асфальтобетонов на основе модифицированной серы. В процессе этого мы пришли к выводу, что применение сероасфальтобетонных смесей может способствовать повышению износостойкости дорожных покрытий. Это, прежде всего, связано с тем, что такие покрытия демонстрируют более высокую стойкость к противогололедным реагентам. При участии специалистов МАДИ построены опытные участки дорог в Москве, а также в различных регионах нашей страны, начиная от Нового Уренгоя до Астраханской области. Есть достаточно большие перспективы для внедрения этого материала. Экспертным советом Минтранса России этот материал признан инновационным. В настоящее время разрабатываются национальные стандарты на сероасфальтобетон. Кроме того, имеется поручение правительства РФ Минтрансу по строительству пилотных объектов с покрытием из сероасфальтобетонных смесей.
А.М.: Эта технология сможет удешевить строительство дорог?
Ю.В.: Состав сероасфальтобетона позволяет примерно 30% битума в асфальтобетонной смеси заменить на модифицированную серу. За счет этого появляется реальная экономия, так как сера в несколько раз дешевле битума. При этом исследования показывают, что сероасфальтобетон по свойствам практически не уступает асфальтобетону на основе полимерно-битумных вяжущих. Стоимость сероасфальтобена практически такая же, как стоимость традиционного асфальтобетона на основе битума. А так как полимерно-битумное вяжущее примерно в 2-2,5 раза дороже традиционного битума, то асфальтобетон с его использованием становится дороже. В августе 2014 г. мы согласовали расценки по сероасфальтобетону в Федеральном центре ценообразования в строительстве. Получается, что новый материал по цене практически такой же, как традиционный асфальтобетон на основе битума, а по свойствам практически такой же, как асфальтобетон на основе полимерно-модифицированного битума, который практически на 40% дороже. Но сейчас сероасфальтобетон у нас не востребован. Многие считают, что хороший материал дешевым быть не может.
А.М.: А как можно оценивать экологичность сероасфальтобетона для дорожного покрытия?
Ю.В.: В мире сегодня самые «модные» материалы – теплые асфальтобетоны, которые по свойствам такие же, как традиционные горячие, но производятся при температуре на 30-50 градусов меньше. Это экономит энергию, существенно снижает эмиссию углеводородных соединений, способствует снижению парникового эффекта и считается экологически щадящим. В мире с подачи компании Shell сероасфальтобетон официально рассматривается как разновидность теплого асфальтобетона. При этом на обычных технологиях можно работать на 160 градусов, а для изготовления материала на полимерно-битумных вяжущих нужно 180-190 градусов. Это лишние энергозатраты и проблемы с экологией.
Что касается разработанной технологии производства сероасфальтобетонной смеси при соблюдении технологии, связанной с недопущением перегрева материала выше 160 градусов, гарантирует отсутствие эмиссии сероводорода и диоксида серы. Для ремонта дорог в осеннее-зимний период времени МАДИ предлагает вместо традиционного литого асфальтобетона, характеризующегося пониженными сцепными качествами и относительно низкой теплоустойчивостью применить литые сероасфальтобетонные смеси, которые производятся и укладываются при температуре 130-140 градусов (в то время как традиционные литые смеси при 200-230 градусов). Положительный опыт применения таких смесей в Москве был в 2000-2003 гг., однако широкого распространения так и не получил.
А.М.: Какие меры для увеличения срока эксплуатации дорог вы считаете наиболее важными?
Ю.В.: Во-первых, нужен постоянный мониторинг транспортно-эксплуатационного состояния дорог во времени. Он способен оптимизировать принятие управленческих решений при назначении ремонтных мероприятий, а это обеспечит существенную экономию бюджетных средств. В результате мониторинга мы получаем информацию, которая позволяет прогнозировать изменение состояния дорожного объекта во времени и получать информацию, которая позволит принимать оптимальные объективные управленческие решения при назначении ремонтных мероприятий.
В 2007 г. МАДИ разработало и передало Москве 10 передвижных дорожных лабораторий для организации мониторинга транспортно-эксплуатационного состояния объектов улично-дорожной сети города. Дважды в год (весной и осенью) эти лаборатории должны объезжать все дорожные объекты города и получать бесценную информацию об изменении состояния объекта, что обеспечивает реальную возможность оптимизации принятия управленческих решений по назначению вида ремонтных мероприятий, и позволяет объективно подходить к вопросу того, что, как и когда ремонтировать. На МКАДе в условиях сверхнормативного транспортного потока асфальтобетонное покрытие, может быть, год простоит, а на улицах районного значения он может простоять 6-10 лет и более.
А.М.: А как влияют реагенты на состояние дорог?
Ю.В.: Противогололедные реагенты очень серьезно влияют на дорожное покрытие, при этом разрушается поверхностный слой. Однако, в соответствии с существующими требованиями мы выбираем противогололедные реагенты так, чтобы они не портили обувь, не травили деревья и животных, но вопросы оптимизации их по воздействию на дорожное покрытие не учитывается.
А.М.: А как в таком случае влияет на дорожное покрытие шипованная резина?
Ю.В.: В зимний период добавляется этот фактор - шипы шин ударяют по дорожному покрытию, царапают его, что вызывает существенный износ дорожного покрытия. Но если поверхностный слой асфальтобетона ослаблен под действием противогололедных реагентов, шипам естественно легче разрушить материал. Один фактор накладывается на другой. По этой причине необходимо оптимизировать выбор реагентов исходя из их воздействия на дорожное покрытие.
А.М.: Введение ограничений по использованию шипованной резины смогло бы улучшить ситуацию?
Ю.В.: Запретить шипы, так же как и реагенты нельзя в связи с необходимостью обеспечения безопасности движения на российских дорогах. Но известно, что введение ограничений на скорость движения автомобиля на шипованной резине, а также сезон использования шипов могли бы в значительной степени способствовать сохранности дорожных покрытий. Однако при столь разных климатических условиях нашей страны ввести сезонные ограничения крайне сложно.
А.М.: Будет ли МАДИ подготавливать какие-то рекомендации для снижения скорости на магистралях и МКАД?
Ю.В.: В этом году по заданию Росавтодора МАДИ выполнил работы «Исследование влияния зимних шин и различных видов шипов противоскольжения на асфальтобетонные и бетонные покрытия проезжей части дорог с разработкой мероприятий по обеспечению сохранности автомобильных дорог». В результате были подготовлены рекомендации по ограничению скоростного режима, движения транспортных средств на шипованной резине в зимний период, а также ограничить применение подобных шин в теплое время года. Однако реализация этих рекомендаций в первую очередь останется на совести автомобилистов в связи со сложностью выделения таких автомобилей из общего транспортного потока. А «любителей» езды на шипованных шинах в летний период времени в Москве достаточно, в связи с желанием доносить зимнюю резину и по осени сменить ее на новую. И это несмотря на то, что это приводит к неоправданному существенному износу дорожных покрытий, к дополнительному образованию тонкодисперсной пыли в городе.
А.М.: Сколько километров дорог в Москве ежегодно приходится ремонтировать из-за шипованной резины и противогололедных реагентов?
Ю.В.: Точную цифру назвать невозможно, но можно сказать, что, например, на МКАД на левых скоростных полосах колейность возникает главным образом в результате воздействия шипованной резины. И глубина колеи, требующая ремонта на МКАД, возникает за два-три года эксплуатации. Для исследования этого вопроса в МАДИ был сооружен универсальный комплекс для испытания дорожных покрытий и автомобильных шин, который позволяет моделировать процесс взаимодействия колеса с дорожным покрытием и проводить исследования по созданию более износостойких материалов.
А.М.: Какие зоны на дорогах, по вашему мнению, требуют особого внимания?
Ю.В.: Это магистрали и МКАД, там сверхнормативное движение. Чем больше интенсивность движения, тем больше износ дорог. Доказано, что износ дорожного покрытия пропорционален квадрату скорости движения. Официальным органами ГИБДД на МКАДе зарегистрирована скорость 285 км в час, а в Лефортовском тоннеле 245 км в час. При этом на магистралях разрешенная скорость теперь составляет 130 км в час (а с учетом 20-километрового люфта - это 150 км в час), что помимо всего приведет к возрастанию износа дорожного покрытия на магистралях.