Ресайклингу – особое внимание
В ПЕНЗЕ СОСТОЯЛАСЬ ПЕРВАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ХОЛОДНОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД», ОРГАНИЗОВАННАЯ АССОЦИАЦИЕЙ БЕТОННЫХ ДОРОГ И КОМПАНИЕЙ «АЗИЯ ЦЕМЕНТ»
Ведущие российские эксперты-дорожники обсудили применение эффективных и экономичных способов строительства, капитального ремонта и содержания автомобильных дорог. При этом приоритетное внимание уделили методу холодной регенерации – ресайклингу, который доказал свои преимущества при его использовании в нашей стране. Генеральным информационным партнером мероприятия выступил журнал «Автомобильные дороги».
ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ – В ЖИЗНЬ
Президент Ассоциации бетонных дорог Виктор Ушаков заявил, что развитие безопасных и качественных автомобильных дорог с применением новых технологий и материалов, а также контрактов жизненного цикла – одна из ключевых задач дорожной отрасли. По его данным, протяженность дорог общего пользования (включая грунтовые 453,1 тыс. км) в нашей стране составляет 1542,2 тыс. км. При этом из 62,2 тыс. км дорог федерального значения 87,4% отвечает нормативным требованиям, у 505,2 тыс. км дорог регионального значения этот показатель составляет 44,2%, а у 976,7 дорог тыс. км местного значения – 52%. Низкая прочность и несущая способность дорожных одежд регионального и межмуниципального значения не позволяют пропускать транспортные средства с высокой нагрузкой на ось и ограничивают круглогодичное движение подвижного состава.
Протяженность автодорог регионального и межмуниципального значения (по данным на январь 2020 года), обеспечивающих пропуск автотранспорта с осевой нагрузкой до 6 тонн/ось, составляет 244,4 тыс. км (48,1%), до 10 тонн/ось – 241,5 тыс. км (47,5%), до 11,5 тонн/ось – 22,3 тыс. км (4,4%). Низкие сроки службы дорожных одежд и покрытий требуют постоянного финансирования для поддержания автотрасс в нормативном состоянии. По мнению эксперта, требования к земляному полотну и надежность работы систем водоотвода и дренажа должны быть повышены. Очевидно недостаточное внедрение инновационных технологий и эффективных дорожно-строительных материалов в практику строительства. Также не разработаны документы по стандартизации сметно-нормативной базы, включающие в себя документы, учитывающие использование новых технологий строительства, технологических и конструктивных решений, а также современных стройматериалов, изделий, конструкций, оборудования и машин.
Для укрепления грунтов необходимо использовать минеральные и комплексные вяжущие. Величина общего модуля упругости на поверхности рабочего слоя земляного полотна (при расчетной влажности грунта земляного полотна) в зависимости от дорожно-климатической зоны (ДКЗ) должна быть не ниже следующих значений: 60 МПа – в ДКЗ I и II; 53 МПа – в ДКЗ III; 45 МПа – в ДКЗ IV, V.
Для достижения указанных требований требуется устройство рабочего слоя из непучинистых или слабопучинистых грунтов, укрепление грунта верхней части рабочего слоя вяжущими или местными материалами, стабилизация грунта рабочего слоя.
Для получения прочных водо- и морозостойких долговечных и искусственно улучшенных связных грунтов используют широкий арсенал стабилизирующих добавок и вяжущих веществ, а также современные технологии.
Для улучшения свойств грунтов применяют стандартную и комплексную стабилизацию грунта, а также комплексное укрепление грунтов. Стабилизация связных грунтов проводится в целях обеспечения водостойкости и снижения способности грунта взаимодействовать с водой для снижения морозного пучения. При этом стабилизаторы выполняют функции гидрофобизации грунта.
Комплексная стабилизация грунта применяется для усиления процессов взаимодействия связных грунтов со стабилизатором, когда в грунт дополнительно вводят в небольшом количестве вяжущие (не более 2% от массы грунта). Комплексное укрепление грунтов – это технология обработки грунтов вяжущим (более 2% от массы грунта) с применением различных добавок, в том числе и стабилизаторов.
Для дорог категорий I–III толщина рабочего слоя земляного полотна должна быть не менее 0,5 м, считая от низа конструкции дорожной одежды. При отсутствии в рабочем слое укрепленных или стабилизированных грунтов рабочий слой в ДКЗ II и III должен состоять из непучинистых или слабопучинистых грунтов. В условиях ДКЗ IV и V рабочий слой должен состоять из ненабухающих и непросадочных грунтов на глубину не менее 0,8 м от поверхности покрытия.
При невозможности применения непучинистых и слабопучинистых грунтов в рабочем слое земляного полотна допускается применять пучинистые грунты, при этом верхнюю часть рабочего слоя земляного полотна необходимо укреплять на глубину не менее 0,3 м.
Проверку дорожной одежды на морозоустойчивость выполняют без учета изменения пучинистых свойств грунта рабочего слоя при его стабилизации. Специалисты МАДИ разработали ряд нормативных документов по применению типовых конструкций дорожных одежд.
Виктор Ушаков изложил принципы конструирования типовых конструкций дорожных одежд.
1. Расчетный модуль упругости грунта в рабочей зоне земляного полотна должен быть не ниже 40 МПа.
2. Исключены из списка применяемых грунтов для рабочего слоя земляного полотна пылеватые грунты: пески пылеватые, супеси пылеватые, суглинки легкие и тяжелые пылеватые, глины легкие пылеватые, глины тяжелые.
3. При расположении в рабочем слое суглинистых грунтов и глин типовые конструкции разработаны для первой расчетной схемы увлажнения рабочего слоя земляного полотна за счет мероприятий, назначаемых при проектировании земляного полотна и системы водоотведения.
4. При проектировании дорожных одежд на глинистых грунтах предусмотрено размещение прослойки из геотекстильного материала между поверхностью рабочего слоя земляного полотна и дополнительным слоем основания из песка.
5. Предусмотрено размещение прослойки из геотекстильного материала между дополнительным слоем основания и слоем основания из неукрепленных каменных материалов. 6. Предусмотрено армирование асфальтобетонных слоев дорожных одежд.
ХОЛОДНОЙ РЕГЕНЕРАЦИИ – МАСШТАБНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
Заместитель генерального директора по стратегическому развитию и технической политике ООО «НИЦ ВИиК» Максим Бешенов отметил, что технология холодной регенерации включена в список инновационных технологий, рекомендованных для применения в рамках программы реализации нацпроекта «Безопасные и качественные автомобильные дороги».
Собственно регенерация асфальта подразумевает технологию переработки старого асфальтобетонного материала, включающую восстановление и улучшение его характеристик с целью повторного использования в качестве конструктивного слоя дорожной одежды.
Регенерация старого асфальтобетонного материала может осуществляться двумя основными способами получения – в установке и на месте производства работ.
Способы регенерации подразумевают горячий метод (термопрофилирование асфальтобетона) и холодную регенерацию.
Главной целью холодной регенерации является восстановление (улучшение) утраченных свойств старого асфальтобетона без его разогревания (как правило, с добавлением органических, минеральных вяжущих, каменного материала, а также добавок, улучшающих характеристики регенерированного материала).
В зависимости от вида нового вяжущего, вводимого в асфальтогранулят, различают следующие его типы: с добавлением битумной эмульсии (АГБС-Э); с добавлением вязкого вспененного битума (АГБС-В); с добавлением минерального вяжущего (АГБС-М); с комплексным вяжущим (обычно битумная эмульсия или вспененный вязкий битум в комплексе с минеральным вяжущим, АГБС-К).
В зависимости от конструктивного слоя дорожной одежды, в котором применяется АГБС, смеси подразделяются на смеси для оснований и нижних слоев покрытий (АГБС-О) и смеси для верхних слоев покрытий автомобильных дорог (АГБС-П).
Для устройства оснований и нижних слоев покрытий дорожных одежд применяются АГБС с номинально максимальным размером зерен применяемого заполнителя 16 мм, 22,4 мм и 31,5 мм. Для устройства верхних слоев покрытий дорожных одежд используются АГБС с номинально максимальным размером зерен применяемого заполнителя 16 мм и 22,4 мм.
Органические вяжущие, входящие в состав добавок для смесей типов АГБС-Э, АГБС-В и АГБС-К, устраняют излишнюю жесткость состарившегося пленочного битума, окружающего гранулы; экранируют обнажившиеся в результате фрезерования поверхности зерен минерального материала; обеспечивают сцепление зерен заполнителя, добавляемого для увеличения содержания щебня или корректировки гранулометрического состава АГБ-смеси между собой и с АГ; заполняют частично межгранулярные пустоты, уменьшая водонасыщение АГБ; снижают межгранулярное трение, способствуя лучшей упаковке гранул при уплотнении АГБ-смеси; способствуют залечиванию микродефектов, возникающих в процессе эксплуатации регенерированного слоя.
Минеральные вяжущие, входящие в состав смесей типов АГБС-М и АГБС-К, образуют в присутствии воды цементный камень, который частично заполняет межгранулярные пустоты; армируют битумную пленку, окружающую гранулы; кристаллически связываются с не обработанными битумом зернами, содержащимися в АГ и заполнителе.
По словам Максима Бешенова, алгоритм применения технологии холодной регенерации в рамках проектной организации включает государственный контракт, выезд на объект (отбор проб), лабораторные исследования проб, определение гранулометрического состава и содержания вяжущего, в рамках нормативных требований производится подбор состава (рецепт), включение полученных данных в проектную документацию.
Алгоритм работы по применению технологии холодной регенерации в рамках подрядной организации определяют техническое задание заказчика, выезд на объект (отбор проб), лабораторные исследования проб, установка гранулометрического состава и содержания вяжущего, выпуск пробной партии и проверка соответствия требованиям проекта, проверка смеси и готового материала (промежуточная), сдаточная проверка готового материала.
В свою очередь алгоритм работы по применению технологии холодной регенерации для заказчика заключается в государственном контракте, выезде на объект (отбор проб), лабораторных исследованиях проб, согласовании рецепта, проверке качества выполняемых работ и материала, приемочной проверке выполненных работ.
ФАКТОРЫ ВЛИЯНИЯ
Представитель ООО «ВиртгенИнтернациональ-Сервис» Юрий Жуков обратил внимание участников конференции на то, что на основные причины разрушения дорожных одежд прежде всего влияют естественный и человеческий факторы. В первом случае это резкие перепады температур, воздействие низких температур, солнечное излучение, попадание влаги и интенсивность движения транспортных средств. Во втором случае подразумевают производственный брак, возросшую незапланированную интенсивность движения, превышение предельно допустимой нагрузки на ось, несвоевременное выполнение работ по содержанию и ремонту.
Холодный ресайклинг (холодная регенерация) – это технологии, при помощи которых, за счет смешивания существующих поврежденных слоев покрытия и основания дорожной одежды с вяжущими и/или инертными материалами, приготавливаются новые конструктивные слои с заданными характеристиками.
Технология холодного ресайклинга все более широко применяется при ремонте и капитальном ремонте федеральных, региональных и муниципальных автомобильных дорог нашей страны. География применения неоднородна и в большинстве своем зависит от инициативы федеральных или региональных властей.
Надо сказать, что холодный ресайклинг позволяет полностью снизить затраты на утилизацию, до 90% сократить транспортные затраты и потребление строительных ресурсов, а также наполовину уменьшить величину нижнего слоя покрытия, сократить сроки выполнения и общую стоимость проводимых работ. Наряду с этим удается максимально использовать доступные (местные) и вторичные материалы.
Вариант ремонта дорожной одежды с помощью колесного ресайклера используется преимущественно для слоев покрытия и слоев основания при капитальном ремонте с общей максимальной толщиной до 350 мм за один проход. В некоторых ситуациях возможно и больше, но в любом случае без пробного прохода не обойтись. Колесный ресайклер должен заглубляться в слои основания. Если регенерируется только слой покрытия, лучше использовать гусеничный ресайклер. Последний имеет преимущество для работы со слоями покрытия дорог при ремонте и – дополнительно – верхними слоями основания при капитальном ремонте с оптимальной толщиной до 200–250 мм за один проход.
Вариант ремонта дорожной одежды методом «на заводе» применяется в том случае, если существуют высокие требования к качеству смешивания, требуется сортировка материала, его хранение или устройство дополнительных слоев. Данный метод в большинстве случаев используется при капитальном ремонте.
По утверждению Юрия Жукова, основными сдерживающими факторами для развития технологии холодной регенерации являются: отсутствие и устаревание нормативно-технической документации и сметных расценок; ошибки при проектировании; нарушение технологии производства работ и последующей эксплуатации.
Валерий Васильев
Фото предоставлены ООО «Азия Цемент»