Дороги в России: ситуация меняется к лучшему. "Стройбизнесмаркет". 24 декабря 2009

Со времен написания Гоголем "Мертвых душ" прошло два столетия, а актуальность крылатой фразы по поводу российских дорог остается, и по сей день. В чем причина такой стабильности, почему наши дороги приходят в негодность сразу после завершения асфальтоукладочных работ? Почему в Америке и странах Европы дорожное покрытие более долговечное? Различаются ли отечественные способы укладки дорог по сравнению с другими странами? Какие существуют новые технологии в области укладки дорожного покрытия? На сегодняшний день перед строителями поставлена задача: твердое дорожное покрытие - каждому населенному пункту. В ближайшее время нужно построить большое количество дорог, применяя самые передовые технологии, используя методы скоростного строительства. А поскольку, о состоянии дорог теперь не только говорят, но и выделяют значительные средства, то по прогнозам специалистов дорожников ситуация уже начала меняться к лучшему. Теперь и в России появилась возможность создавать дороги не только быстро, но и качественно. Метод скоростного дорожного строительства впервые был разработан и применен в США. Данная технология была предназначена для дорог только с цементобетонным покрытием - строительная техника, а именно широкозахватные дорожные машины, расположенные одна за другой, идут и оставляют за собой готовое твердое покрытие всего за один проход. В России, в качестве дорожного полотна применяется асфальтобетон, при правильном технологическом процессе он наименее подвержен деформациям, пластичен, укладывается без швов, а также обладает хорошими водоотталкивающими свойствами.
Последние несколько лет в США, ранее построенные дороги из цементобетона, для создания более комфортных трасс, стали покрывать сверху асфальтобетоном. Это означает, что наше отечественное покрытие по виду материала, вполне отвечает современным требованиям. Особое внимание следует уделять составляющим дорожного полотна. Технологии строительных материалов активно развиваются, так например, битумные материалы становятся модифицированными, стало возможно применение полимербитумов. В связи с этим, сегодня, значительное количество дорог возводят из асфальтобетона хорошего качества. Применение компонентов высокого качества для изготовления асфальтобетонной смеси это одно из важных условий, но далеко не единственное. Залогом хорошего дорожного покрытия является, то в каком состоянии асфальтобетон был доставлен на объект, и соблюдение технологии укладки. Смесь для дорожного покрытия изготавливается на специализированном заводе бетона и асфальта, асфальтобетонная масса имеет определенную рабочую температуру. При транспортировке на стройплощадку часто происходит неравномерное остывание смеси, в результате асфальтобетон поступает на строительный объект ненадлежащего качества (с температурой ниже критической отметки). И если использовать данную смесь для укладки полотна, то дорога на этом участке очень скоро разрушится. Использование такой смеси – это создание заведомо бракованной автомагистрали. В идеале такое покрытие необходимо сразу демонтировать и возвращать для регенерации на асфальтобетонный завод. Но, как правило, перед строителями-дорожниками стоит задача в определенные сроки уложить и уплотнить асфальтовое покрытие, а что будет с дорогой при эксплуатации – это уже лежит вне зоны их ответственности.
К сожалению, строительство, вопросы эксплуатации, порядок на дороге – за это все отвечают разные службы. В связи с этим, гарантию в целом по ситуации с нашими дорогами никто дать не может. Но, вернемся к процессу укладки. Здесь есть важный момент – замер температурных показателей оценивается в среднем, а остывание смеси происходит, как уже говорилось выше, неравномерно, т.е. материал в верхнем слое остывает значительно быстрее, чем в середине смеси. Такая неоднородность температуры асфальтобетонной массы называется температурной сегрегацией. Поскольку при перевозке строительная дорожная смесь не перемешивается, то даже использование специальных подогревающих приспособлений не дает равномерный прогрев всего материала. В итоге один участок дорожного полотна может оказаться ниже по качеству, чем соседний. Специалисты Московского Автомобильно-Дорожного Института создали несколько лабораторий (на базе МАДИ), которые занимаются оценкой качества готового дорожного покрытия.
В результате исследований выявлено, что значительное количество новых автодорог покрыто трещинами (вначале образуются мелкие незначительные, но вскоре они становятся большими и глубокими). Первая причина деформаций асфальтобетонного покрытия – температурная сегрегация. Несмотря на то, что с завода смесь выходит хорошего качества (масса пластична, битум имеет возможность обволакивать все частицы), но как только температура опускается ниже критичной отметки, то асфальтобетонная смесь теряет свои свойства и после укладки плохо поддается уплотнению, растрескивается. Другая причина плохого качества готовых дорог заключается в недостаточном уплотнении дорожного покрытия после завершения работ по укладке. Анализируя, полученные данные в ходе наших исследований, можно сделать вывод, что до 65% недавно построенных дорог находятся в неудовлетворительном состоянии, в результате некачественного уплотнения. Это происходит в связи с целым рядом обстоятельств. Во-первых, в режиме постоянной "экономии" на всем, часто бывает нарушена количественная комплектации спецтехники в дорожно-строительном отряде (используется меньшее количество катков, чем положено). Во-вторых, многие уплотняющие машины обладают серьезным недостатком - реверсное движение вперед-назад (при перемене направления или вынужденной остановки деформирует покрытие: образуются лунки и т.п.). В-третьих, человеческий фактор, водителю катка приходится половину своего рабочего времени ездить, повернув голову назад, так как в отличие от зарубежных коллег, наши производители не выпускают для строителей дорожной отрасли машин с поворачивающимися кабинами. А в связи с тем, что укладка и утрамбовка полотна происходит при одновременной работе сразу нескольких машин, то маневрирование и соблюдение технологий требует высокой квалификации от операторов уплотняющих машин. Также важно соблюдать точность перекрытия полос: нужно вести подсчет того сколько раз каток был в каждой точке, какова величина перекрытия между следами (их плохо видно на глаз, оператору приходится полагаться на интуицию). Необходимо четко ориентироваться с выбором места реверса и правилами его выполнения. Переключая режим вибратора, следует выбирать определенную амплитуду и частоту вибраций. Такую работу очень сложно выполнять. Практически, качество дорожного полотна напрямую зависит от мастерства и ответственности машиниста катка. Но зачастую, опытные машинисты не могут при всем желании выполнить свою работу должным образом, поскольку не осведомлены о параметрах смеси (соблюден ли температурный режим при транспортировке, стала ли температура ниже критической на момент укладки).
Т.е. то оснащение строительных дорожных объектов, которое мы имеем на сегодняшний день, не позволяет достоверно оценить и проконтролировать внутренние процессы материалов, которые применяются при сооружении дорог. Поэтому, основной задачей специалистов дорожно-строительной отрасли является снижение факторов неопределенности к минимуму. А это означает, что следует применять новые технологии и современные машины. Кафедра "Дорожно-строительные машины" института МАДИ (Москва) провела ряд исследований в области дорожной техники и специальных установок. Например, проанализировав различные типы асфальтобетоносмесительных установок, удалось выявить наиболее перспективные модели, как стационарные, так и мобильные. Но, к сожалению отечественных машин, в этом списке не оказалось, по той лишь причине, что в России их просто не выпускают! Около 60% российского рынка занимают не самые современные украинские модели (агрегаты - производство г.Кременчуг), остальные 40% занимают китайские, корейские, немецкие и английские машины. Наиболее удачные асфальто- и бетоносмесительные установки у американских производителей. Данные машины включают в свой состав два барабана (один внутри другого). Нагревание составляющих асфальтобетонной смеси происходит в одном барабане, а процессы смешивания и выгрузки происходят в другом барабане. Причем работа этих барабанов идет непрерывно, т.е. у массы нет потери тепла, в связи с этим асфальтобетон получается высокого качества. Такое оборудование выпускают как стационарного типа, так и в виде мобильных установок.
Мы изучили данные машины и выявили ряд полезных факторов для разработчиков асфальтобетонной отрасли. Помимо положительных моментов, отмеченных выше, есть технологические вопросы, требующие особого внимания или корректировки. Во-первых, установки "dоublе Bаггеl" предъявляют высокие требования к исходным материалам. Во-вторых, из-за непрерывности процесса, работа должна быть строго организована, чтобы избежать перебоев в подвозе составляющих смеси и при вывозе готового асфальтобетона. Американские коллеги относительно недавно стали включать в процесс антисегрегационную машину, которая выступает в качестве дополнительного перегружателя, принимающего большее количество смеси из самосвалов, смешивает и с помощью транспортера осуществляют подачу равномерно прогретой смеси в асфальтоукладчик. Таким образом, используя такую машину можно избежать дефектов дорожного полотна упомянутых выше и возводить дороги с гарантированным качеством. В отечественных асфальтобетонных технологиях данные машины пока что не применяются. Мы отследили еще одну разницу в американском и европейском методе строительства дорог. В Америке в отличие от Европы при возведении автомагистралей не применяют смесь высокой плотности, но используют после асфальтоукладчика большее количество уплотняющей спецтехники.
Сначала идут предварительно уплотняющие катки, создающие невысокое давление, затем все более и более тяжелые. Исходя же из отечественной практики строительства дорог, строительно-ремонтные отряды в своем арсенале имеют лишь небольшое количество техники. Минимальная комплектация, в первую очередь связана с тем, что приобретение столь необходимого оборудования требует значительных средств, помимо этого данная техника требует определенных затрат на обслуживание и ремонт.
Конечно, в идеале было бы иметь многофункциональную машину, которая бы выполняла все операции одна. К сожалению, таковой техники пока нет ни у нас, ни у зарубежных коллег. Появление такой машины могло бы значительно продвинуть технологии дорожного строительства в целом, и, как следствие, сделало бы возможным скоростное и качественное строительство дорог в России. Поэтому столь важны разработки в данной области.
Около десяти лет назад немецкие производители спроектировали и наладили серийное производство машины оборудованной трамбующими брусьями и прессующими планками.
Создатели надеялись, что они достигнут окончательного уплотнения. Но практика эксплуатации показала, что нужной степени уплотнения достичь все же не удается. Кроме того, в результате больших нагрузок на поверхность и увеличения силы трения между поверхностью укладываемого покрытия и рабочими органами укладчика нередко происходит отрыв строящегося участка от построенного ранее. Иначе говоря, оказалось, что асфальтобетонная смесь требует очень осторожного к себе отношения, то есть необходимо постепенное наращивания нагрузок. В связи с этим основополагающей задачей является то, что вначале следует добиться уплотнения покрытия со всех сторон в объеме. На сегодняшний день, техника при уплотнении движется вперед, подвергая материал, в основном, только растяжению. Наши новые разработки позволяют при движении дорожной укладочной техники воздействовать на полотно не растягивая, а сжимая его. Причем такое воздействие, возможно, наращивать постепенно, как того и требует теория. Мы надеемся, что найдем партнеров, которые будут вместе с нами воплощать эти разработки в жизнь, в металл, переходить к экспериментальным образцам, и это, в конце концов, поможет создать серийную однопроходную машину непрерывного действия, выйти на скоростное строительство дорог.
В нашей разработке предусмотрен ряд новшеств, в частности применение рабочих органов, подобных пневмокаткам и вибропневмокаткам любой ширины. При небольшом диаметре вальцов и невысокой массе машины, в конечном счете, создается высокая степень уплотнения дорожного покрытия. При этом уплотнение происходит при контроле в автоматическом режиме, не ориентируясь на то, что считает правильным оператор. В принципе там и оператор вообще-то не очень нужен, машина может работать и без него — она может быть оснащена дистанционным управлением. Машина движется в одном направлении, не реверсируя, не совершая каких-то маневров в горизонтальной плоскости, не переходя с одной полосы на другую — то есть выполняет всю работу за один проход. Задается программа, "какой слой, и какой материал уплотняется", программа сама выбирает режим уплотнения и отрабатывает его. Возможны несколько вариантов конструкции. Первый вариант: конструкция, встроенная в асфальтоукладчик. Второй вариант: прицепная машина, прикрепленная к нему. Третий вариант: отдельная независимая машина. Наиболее правильный и функциональный - первый вариант. Но это уже будет абсолютно новая, заново сконструированная машина. Главное, что дорога будет покрываться по всей ширине за один проход, а поскольку такая машина позволит строить дороги быстро и качественно, все расходы на ее выпуск и серийное внедрение окупятся довольно быстро.