Дорожный просвет: ликвидировать беспутицу в Татарстане помогут отходы производств?

Недешевые решения

Строительство сельских, муниципальных и внутрихозяйственных автомобильных дорог — это, на самом деле, одна из актуальных задач дорожно-строительного комплекса в Татарстане. Около 5 лет назад для ликвидации бездорожья и удешевления строительства Минтранс Татарстана принял Стандарт организации «Проектирование сельских дорог в РТ», в котором была предложена технология с использованием в покрытии дорог щебеночно-песчаной смеси (ЩПС), укладываемой на дренирующий слой из песка или ПГС. В соответствии с ним, для сокращения транспортных и сырьевых расходов дорожники должны использовать местные инертные материалы. Но, как показывает практика, даже для дорог низших категорий местные материалы (щебень и ЩПС) не соответствуют требованиям по прочности и морозостойкости. Поэтому ЩПС завозится в основном из Уральского региона железнодорожным транспортом, что, конечно, не может не сказаться на стоимости работ.

Главный критерий использования ЩПС в покрытии — минимальное насыщение смеси влагой. При избытке воды в покрытии проявляется текучесть, уменьшается сцепление между элементами смеси, теряется жесткость и прочность, то есть дорога начинает «плыть». Такое покрытие лишь временно обеспечивает беспроблемный проезд, через определенный срок автодороге требуется ремонт с устройством нового слоя ЩПС или перекрытия асфальтобетоном на щебеночном основании, но уже из щебня как минимум марки М600 с доставкой его из других регионов России (в Татарстане таких марок нет).

В то же время некоторые дорожные организации устраивают «дорожную одежду» без дренирующего слоя, нарушая таким образом водно-тепловой режим земляного полотна дороги. Осенью и весной при наших климатических условиях несущая способность грунта в земляном полотне в этом случае теряется, и дорожное покрытие, соответственно, разрушается.

Некоторые дорожные организации устраивают «дорожную одежду» без дренирующего слоя, нарушая таким образом водно-тепловой режим земляного полотна дороги

А вот это факт

В то же время есть способы увеличить несущую способность дорожных конструкций и устранить неравномерные осадки земляного полотна с использованием местного щебня и ЩПС в комплексе с геосинтетическими материалами. В качестве альтернативы ЩПС и асфальтобетону в последнее время предлагается строить дороги из цементобетона. При этом используется высокомарочный цемент, высокопрочный щебень и стальная арматура. Кроме этого, необходимы комплексы для производства и укладки бетона. А если иметь в виду, что цементобетон набирает 100-процентную прочность в течение целых 28 суток и что покрытию необходим специальный уход до открытия движения, то это создает проблемы на месте производства работ (нужно организовать объезд).

Дороги из сборных железобетонных плит имеют свои недостатки. Для их производства нужны качественные материалы, кроме того, для ускорения набора прочности бетона нужно «пропаривать» плиты, что увеличивает время процесса производства и стоимости изделия.

В последнее время звучат предложения об использовании цементобетона для строительства сельских автодорог, подъездов к семейным фермам и животноводческим комплексам типа «экономвариант». Но необходимо понимать, что животноводческие комплексы и фермы — это не те объекты, где можно использовать цементобетон. Агрессивная среда и нагрузки, оказываемые на бетон, здесь чрезвычайно высоки. Есть, например, такой интересный факт: удельная физическая нагрузка на бетон (в расчете на 1 кв. см) от копыта коровы в восемь раз превышает нагрузку от танка Т-90.

Рядовые бетоны марок М200-М350, используемые на этих объектах, недостаточно прочны для долговечной эксплуатации в условиях сельского хозяйства. У них низкая водонепроницаемость, морозостойкость, а также стойкость ко всему тому, что в сельской местности присутствует в изобилии: к сульфатам, кислотам, аммиаку.

Дороги из сборных железобетонных плит имеют свои недостатки

Серу в дело

Кроме обозначенных технологий строительства дорог в сельской местности существуют проекты производства дорожных конструкций из серофибробетона. Проект ОАО «Московский институт материаловедения и эффективных технологий» и португальской компании IS.COM был презентован в прошлом году на заседании научно-технического совета ОАО «Татнефтехиминвест-холдинг» и на совещании в Министерстве промышленности и торговли РТ. Моему же проекту такой возможности не предоставили. Вероятно, звучные названия приглашенных компаний дают приоритет для презентаций на таком уровне. Между тем, этот проект по своим техническим, технологическим и финансовым показателям превосходит предложение вышеназванных компаний.

В чем его суть? Автомобильные дороги, построенные с помощью сборных серобетонных дорожных плит, армированных хризотиловой фиброй, обеспечивают круглогодичное и надежное транспортное сообщение. Серобетон — это композиционный материал, который отличается от обычного бетона тем, что вместо портландцемента и воды для его производства используют серу.

По сравнению с традиционным бетоном у серобетона ряд преимуществ. Он обеспечивает надежную и долговечную работу в условиях попеременного замораживания и оттаивания, агрессивного воздействия, в том числе со стороны противогололедных реагентов. Этот материал экологически безопасен при соблюдении температурного режима до 150 градусов по Цельсию. При более высокой температуре происходит эмиссия сероводорода и диоксида серы как в процессе производства, так и в процессе эксплуатации. Но в любом случае, экологическая безопасность производства и применения серобетона подтверждена заключениями Московского государственного университета инженерной экологии (МГУИЭ) и Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО).

В качестве наполнителя в серобетоне могут использоваться недорогие материалы, такие как ПГС, которая добывается на реках республики, а также отсевы дробления местных каменных карьеров. Материалом для его производства могут быть крупные пыльные частицы высокопрочных каменных материалов из рукавных тканых фильтров асфальтобетонных заводов. К эффективным наполнителям серобетона можно отнести шлак и золу мусоросжигательного завода (МСЗ), строительство которого планируется в Татарстане. Их применение позволит сократить использование местных материалов и положительно повлиять на экологию региона.

В качестве вяжущего вещества в серобетоне используется жидкая сера. В Татарстане, как известно, добывается высокосернистая нефть, при переработке которой вырабатывается значительное количество серы. Основным производителем серы сегодня является НПЗ «Танеко». Доставка жидкой серы с НПЗ на производство серобетона осуществляется автобитумовозами.

В связи с тем, что серобетон обладает хорошей прочностью на сжатие, но уступает по прочности на растяжение и изгиб, для повышения этих характеристик требуется использовать хризотиловую фибру, которая выступает в роли армирующего вещества, отличается повышенным модулем упругости и отвечает всем требованиям, предъявляемым к армирующим волокнам.

Заграница нам поможет

Основная проблема для производства серофибробетона заключается в отсутствии необходимого оборудования в России. Его производит совместная компания AGT GMBH (Германия) и Sell (Нидерланды). Завод по производству серофибробетона SCPP 10 производительностью 24 т/ч стоит ориентировочно 2,2 млн евро.

Конечно, стоимость завода довольно значительная — немногим дорожно-строительным организациям она по силам. Однако за такие же деньги дорожно-строительные фирмы РТ приобретали асфальтосмесительные установки (АСУ) немецкого производства. При этом нужно учитывать, что время их работы ограничено строительным сезоном (максимум 4 месяца), тогда как завод SCPP 10 может выпускать изделия из серофибробетона круглогодично. Поскольку при его приготовлении используются компоненты местных производителей и отходов производств, стоимость дорожных изделий будет значительно дешевле, чем из цементобетона. Вкупе с высоким качеством это позволяет серофибробетону быть конкурентоспособным материалом для автомобильных дорог всех категорий, улично-дорожной сети городов, населенных пунктов и внутрихозяйственных дорог.