Если на асфальте трещина, значит, его нужно перекладывать заново?
Обычному человеку может казаться, что если дорога покрыта трещинами, ее нужно полностью обновлять — снимать верхний слой асфальта, перекладывать покрытие. Но выбоины, трещины и другие изъяны на дорогах — это стандартный износ материала, тем более если речь идет о сложных климатических условиях. Такие дефекты легко устраняются небольшим ремонтом. Можно привести аналогию с зубами — ни один стоматолог не предложит сразу же вырвать кариозный зуб и поставить имплант, если можно сделать пломбу.
В последние годы для этого все чаще используют высокотехнологичные вяжущие битумопроизводные, которые увеличивают срок эксплуатации покрытия до четырех лет. Кроме того, меняется подход к дорожному строительству — стало очевидно, что постоянно ремонтировать дороги и тем более перекладывать их дороже, чем изначально использовать современные качественные материалы при укладке полотна. Один из таких материалов — полимерно-битумные вяжущие (ПБВ), которые делают дорогу более устойчивой к деформациям и разрушению.
При этом ПБВ не обязательно полностью заменит обычные битумы, ведь все дороги разные. Есть проезды внутри жилых кварталов, микрорайонов, сельские дороги. Для таких покрытий не требуется модифицированный битум. Зато свойства ПВБ особенно востребованы на дорогах высокой интенсивности: на трассе М-11 «Нева», Тверской улице и ЦКАД в Москве и Подмосковье, а также на Невском проспекте и ЗСД в Санкт-Петербурге.
Чем отличается дорога 1990-х от дороги 2022 года?
Количество транспорта в России в среднем увеличивается на 2,3% ежегодно — это значит, что и дороги должны становиться более долговечными, чтобы выдерживать возрастающую нагрузку. В 2014 году Россия начала переход со старого ГОСТ 22245 от 1990 года на новый ГОСТ 33133. В нем пересмотрены устаревшие нормы, установлены новые требования для стран Таможенного союза к нефтяным дорожным битумам и повышены требования к качественным характеристикам продукта.
Согласно новому подходу, при работе с битумными вяжущими нужно обязательно брать в расчет диапазон эксплуатации продукта по температуре. Например, модифицированные битумы с температурным интервалом от минус 64 °C до плюс 40 °C предназначены для более холодного климата. Учитывая этот момент, в каждом регионе проводится районирование, рассчитывается количество проезжающих машин и определяются свои параметры материалов.
Почему при строительстве дорог так важно учитывать температуру?
Еще на этапе планирования постройки дорог в техническую документацию закладываются требования к температурной устойчивости битума — при выполнении этих условий дорога способна сезон за сезоном выдерживать и зной, и сильные морозы. Неправильный подбор материалов в дорожном строительстве может привести к преждевременному появлению выбоин и других дефектов. Например, если в Краснодаре уложить асфальт с битумом, предназначенным для Якутии, материал нагреется до 70–80 °C, вяжущее вещество размягчится, покрытие станет пластичней, в результате на асфальте гораздо быстрее появится колея.
Правильное использование новых полимерно-битумных вяжущих на дорогах может увеличить эксплуатационный срок асфальтобетона. Благодаря своей адаптивности ПБВ «подстраиваются» под климатические условия — чтобы не лопнуть при морозах, они становятся мягче, а в жару дольше выдерживает высокие температуры и не плавится.
Значит, все дело только в температуре?
Не только в ней. Представим две ручки: из обычного пластика и из гибкого. Первая при сгибании просто сломается, а вторая деформируется, но выдержит. Так же и с битумом. Обычный материал при сильных морозах, жаре, нагрузках и прочих воздействиях, к которому он не приспособлен, будет быстрее деформироваться. Полимерный битум более устойчив к внешним факторам и способен дольше «работать».
У любой вещи есть свои условия и сроки эксплуатации. Если дорога была построена 20 лет назад под нагрузку 8 т, а сейчас по ней ездят грузовики по 15 т, то покрытие физически не может оставаться целым, даже если учтен температурный фактор. Поэтому чем больше автомобилей и чем выше скорость, тем сильнее совокупная микродеформация дорожного полотна. Для таких высокоинтенсивных трасс нужен модифицированный битум: во время низкого потока машин он восстанавливает свою форму, и дорожное полотно снова готово к новым испытаниям. Обычный же битум накапливает деформации, в какой-то момент проседает и трескается. Восстановиться обратно он уже не сможет.
Из чего состоит модифицированный битум и как производится?
В России технология производства битума тесно связана с нефтеперерабатывающей отраслью. Сначала из нефти извлекают легкие и светлые фракции, дизельное топливо, бензин, авиакеросин и другие ценные нефтепродукты. В конце процесса переработки нефти остается не менее важный для промышленности гудрон. В СССР взрослые покрывали им крыши, а дети — жевали вместо жвачки. Именно из этого материала путем окисления (взаимодействия с воздухом) получают битум.
За последние десять лет большую популярность получили модифицированные битумные вяжущие, поскольку в стране начали активно строиться новые скоростные автомагистрали. В 2021 году по всей России было использовано более 1 млн т таких материалов. Это тот же битум, но в его составе содержатся полимеры, которые по свойствам схожи с резиной; за счет таких добавок повышаются его теплостойкость, сдвигоустойчивость и эластичность. Срок службы дорожного покрытия с модифицированным битумом по сравнению с базовым при равных условиях в 2–2,5 раза дольше.
Где создаются такие материалы и где уже применяются?
У модифицированного битума высокая вариативность смесей и потому более широкие возможности. В «Газпром нефти» уже более десяти лет совершенствуем составы этих смесей. В собственном Научно-исследовательском центре в Рязани эксперты компании провели свыше 300 тыс. испытаний вяжущих материалов, асфальтобетона, сырья и разработали сотни рецептур, адаптированных под интенсивность движения и климатические особенности всех российских регионов.
С применением битумных материалов «Газпром нефти» построен каждый третий километр дорог в России, в частности: Центральная кольцевая автомобильная дорога в Подмосковье, Западный скоростной диаметр в Санкт-Петербурге, трасса «Шелковый путь», скоростная автомагистраль «Нева» М-11 и многие другие.
«Газпром нефть» накопила значительный опыт разработки и производства современных битумных материалов, запатентовала собственные технические решения строительства и обслуживания автомобильных дорог. В 2021 году компания создала специализированное предприятие «Газпромнефть — Дорожное строительство», которое уже построило ряд объектов транспортной инфраструктуры в ХМАО-Югре, дорогу в Пермском крае, а также провело сервисное обслуживание автодороги «Золотое кольцо» в Московской области, трассы в Калужской области
Дороги с применением ПБВ обходятся дешевле?
Полимерно-битумные вяжущие продлевают срок жизни дорог за счет адаптации к интенсивности движения и климатам в разных регионах — построенную с таким материалом дорогу можно ремонтировать не раз в два, а раз в три-четыре года. Таким образом, эта технология позволяет снизить капитальные затраты на обслуживание и ремонт дорожного полотна до 30%.
В Москве на всем протяжении Тверской улицы дорожное покрытие с применением ПБВ интенсивно эксплуатировалось на протяжении четырех лет, а не трех, как указано в нормативах, без ремонта и замены асфальтобетонного полотна. При этом круглосуточный трафик здесь превышает сотни тысяч автомобилей.
Можно ли привести все дороги в России к единому стандарту?
Да, и кое-что в этом плане уже сделано. В 2019 году запущен нацпроект «Безопасные и качественные дороги», среди целей которого повышение сохранности дорог и контроль за строительством согласно нормативам. Параллельно увеличилось финансирование этой сферы, дорожники стали применять больше современных материалов, вроде тех же полимерно-битумных вяжущих, установился более четкий и взвешенный подход к технологиям строительства.
Инициативу важно проявлять всем участникам дорожно-строительного рынка — обучать молодых специалистов, объяснять новые нормативы. «Газпром нефть» больше 11 лет проводит межотраслевые конференции и встречи, где обсуждаются перспективы развития отрасли. Компания взаимодействует с вузами, приглашая студентов на практику, а позже и на работу в Научно-исследовательский центр и производственные площадки.
Применять модифицированный битум можно только на дорогах?
«Газпром нефть» ежегодно поставляет российским дорожно-строительным предприятиям свыше 3 млн т битумных материалов. И с каждым годом в совокупном объеме увеличивается доля модифицированных битумных вяжущих — как ПБВ, так и битумопроизводных продуктов. А сферы их применения становятся все шире. Сегодня это не только дорожное строительство, но и аэродромная инфраструктура, гоночные трассы, строительство тоннелей, мостов, велодорожек и даже метро.