|
|
 |
|
 |
Калькулятор НДС онлайн: nds.com.ru
Главная Публикации
Размышляя об асфальте...
Вспомним про асфальтобетон
Асфальтобетоном называют искусственный материал, получаемый в результате уплотнения и затвердевания специально подобранной смеси, состоящей из щебня (гравия), песка, битумного или дегтевого вяжущего и минерального порошка. В качестве последнего используют тонкомолотые горные породы (известняк, доломит и др.). Его применение позволяет уменьшить расход битума, повысить плотность и температуру размягчения асфальтобетона. Песок используют природный или дробленый, щебень — из прочных изверженных, осадочных или метаморфических пород. При этом карбонатные осадочные, к которым у битума повышенная адгезия, являются предпочтительными.
Асфальтобетон служит для устройства аэродромных и дорожных покрытий и оснований под них. Такие покрытия обладают сравнительно высокой прочностью, малой истираемостью, относительной коррозионной стойкостью, способностью поглощать звук от движущегося транспорта и др. К важным их недостаткам следует отнести: старение, изменение свойств в зависимости от температуры, невысокую долговечность.
К основным свойствам асфальтобетона относят плотность, прочность при сжатии, водостойкость, водонасыщение по объему, остаточную пористость. Они зависят от вида и качества составляющих компонентов материала и его структуры, определяемой составом асфальтобетонной смеси, интенсивностью ее перемешивания и уплотнения. Структура асфальтобетона формируется уже при перемешивании составляющих в смесителе в течение нескольких минут. При этом минеральные материалы располагаются по крупности зерен определенным образом: более мелкие заполняют пустоты между более крупными, а битум обволакивает их тонким слоем.
При укладке и уплотнении смеси происходит сближение частиц составляющих и окончательное формирование структуры асфальтобетона. Асфальтобетонная смесь должна легко и равномерно выгружаться из смесителя или транспортного средства и ровным слоем укладываться на основание при помощи механического укладчика. Плохая удобоукладываемость может привести к дефектам покрытия (раковистость, мелкие трещины). Это свойство зависит от вязкости битума, его количества, состава минеральной части асфальтобетона и качества минерального порошка. Для уменьшения трещин, повышения восприятия ударных нагрузок и снижения образования «волн» на поверхности в смесь добавляют от 3 до 6% резиновой крошки, которая хорошо совмещается с горячим битумом при перемешивании.
Разновидностью материала является цветной асфальтобетон, из которого устраивают разделительные полосы проезжей части, пешеходные переходы и др. В качестве вяжущего используют светлые материалы: кумароновый полимер, канифоль, битумы из светлых нефтей. Используются также светлые минеральные добавки: мраморная крошка, известняковые высевки, белый песок. В качестве красителей используют различные минеральные пигменты.
Теперь надо сделать важное отступление. В принципе, само появление асфальта и асфальтобетона связано не с вопросами повышения качества дорог, а с задачей снижения их стоимости. Тем более, что в России достаточно запасов нефти, а, следовательно, и битума. Слово «асфальт», кстати, произошло от термина «асфальтены» — твердой части битума, состоящей из карбенов и карбоидов, придающих ему твердость и теплоустойчивость.
Так вот. Здесь вполне уместна аналогия и с тысячами «экономичных» жилых домов — «хрущовок», в которые был загнан русский народ, да так, что до сих пор (в 2002 г.!) не может из них выбраться. Главное было — не высокое качество квартир с учетом перспективы, а количество, массовость заселения.
Еще с эпохи великой Римской империи мы знаем, что на колонных путях римляне использовали высококачественный, хоть и дорогой, строительный материал — бетон. Заметим, пока еще не железобетон, не фибробетон, но уже бетон. Прошли сотни лет. А эти дороги не только сохранились, но по ним и ездить еще можно!
Под действием нагрузок от автотранспорта в жестких дорожных покрытиях возникают изгибающие напряжения. Поэтому, в отличие от обычного, к дорожному бетону предъявляются повышенные требования по прочности на растяжение при изгибе. Кроме того, в условиях Санкт-Петербурга дороги подвергаются сильнейшим и многократным воздействиям попеременного замораживания и оттаивания. В связи с этим к ним предъявляются серьезные требования не просто по атмосферостойкости, а по морозостойкости.
Что творится на дорогах Петербурга сегодня?
Первый и самый главный недостаток современного дорожного строительства в городе — это массовое использование устаревших технологий на основе асфальтобетона и, что еще хуже, просто асфальта.
Для справки: на стройку КАД поставляется не только бетон (и не железобетон, не фибробетон и не геотекстильные материалы), а все тот же асфальтобетон.
На сегодняшний день в городе существует большое количество асфальтобетонных заводов, однако только некоторые из них несут полную ответственность за качество выпускаемой продукции. В качестве примера рассмотрим объективно, но критически, с государственной и потребительской позиции, одного из питерских производителей.
Старейший в дорожной отрасли «Асфальтобетонный завод № 1» был основан в 1932 г. и стал первым в городе специализированным предприятием по производству асфальтобетонных смесей. Его модернизация началась в 1993 г., когда «АБЗ-1» стал акционерным обществом. Внедрение новых технологий и ориентация на выпуск продукции высокого качества позволили заводу занять ведущую позицию в Санкт-Петербурге. Сегодня «АБЗ-1» производит весь спектр асфальтобетонных смесей для устройства верхних и нижних слоев дорожных покрытий, ежегодный выпуск которых составляет около полумиллиона тонн. Да, это плюс, но это все тот же асфальтовый, т. е. стареющий и недолговечный бетон! Что же доказывает нам производитель?
Верхние слои дорожной одежды, в которых работают смеси «АБЗ-1», характеризуются высокой шероховатостью поверхности, водостойкостью, морозостойкостью, износостойкостью, прочностью и др. Вся продукция соответствует российским ГОСТам, при этом удовлетворяет повышенным требованиям по сдвигоустойчивости и трещиноустойчивости, предъявляемым к асфальтобетонам в Европе. Смеси АО «АБЗ-1» соответствуют специально разработанным ТУ, которые задают более жесткие требования, чем ГОСТы, по основным физико-механическим показателям.
Последние 7 лет на ежегодных совещаниях в Дорожно-мостовом управлении Комитета по благоустройству и дорожному хозяйству смеси «АБЗ-1» по показателям однородности и стабильности физико-механических характеристик отмечаются как лучшие. Да, и это плюс, но плюс из области «лучшее среди плохого». Все дело в том, что и ТУ, и ГОСТы давно устарели. Они должны содержать два новых принципиальных аспекта: во-первых, большее количество требований в комплексе и, во-вторых, сами требования должны быть выше, а главное — соответствовать не какой-то «Европе», а конкретным условиям Петербурга: влажность — до 100%, мороз — до —35 оС, жара — до +35 оС и т. д.
Щебнемастичный асфальт, производство которого освоено на заводе в 2001 г., представляет собой новую модификацию асфальта с улучшенными характеристиками по сдвигоустойчивости. Этот продукт широко применяется в Европе, особенно на магистралях с интенсивностью движения более 7000 автомобилей в сутки. Это новинка, но опять — частное улучшение старого.
Литой асфальт для мостов, виадуков и трамвайных путей производится па основе полимер-битумного вяжущего, модифицированного термоэластопластами. Он имеет высокие гидроизоляционные свойства, не разрушается при сильных вибрациях. Впервые в Петербурге литой асфальт АО «АБЗ-1» использован для ремонта трамвайных путей на Инженерной улице и Заневском проспекте. Уже существуют рекомендации Росавтодора о необходимости его применения в приготовлении смесей для верхних слоев дорожных покрытий дорог федерального значения. Однако и эта новинка так же не решает проблему хорошего дорожного материала.
Каковы технологии в США и Европе?
На кафедре строительных материалов Военного инженерно-технического университета совместно с учеными НПО «НАУКА-СТРОИТЕЛЬСТВУ» (генеральный директор к. т. н., доцент С. Подпальный) и Российской Инженерной Академии (президент Санкт-Петербургского Центра-Секции «Строительство» д. т. н. профессор Н. Варламов ) проведен анализ состояния вопроса за рубежом.
Основные выводы
Во-первых, в большинстве стран уменьшается финансирование дорожной отрасли. Отсюда появляется задача — с ограниченными ресурсами наиболее эффективно содержать сеть автомобильных дорог. В странах, где достаточно хорошо развиты производство битумных эмульсий и технология их применения, приходят к выводу, что наиболее приемлемое решение этой задачи — применение спектра материалов, позволяющих устраивать тонкие и сверхтонкие слои. Они обеспечивают обновление покрытий, улучшение свойств их поверхности и позволяют продлить срок их службы без проведения дорогостоящего капитального ремонта. Однако использование таких слоев требует проведения технологических процессов на очень высоком уровне, хорошо налаженного контроля за качеством материалов и работ и высокой культуры производства.
В Скандинавских странах технологии на основе эмульсионных вяжущих не получили достаточного развития из-за оснащения автомобилей шипованными шинами, но горячие тонкие и сверхтонкие слои используются для содержания дорог широко. В Австралии предпочтение также отдается слоям из горячих битумных смесей. В развитых странах Европы и США применяют оба вида материалов. Практически везде для слоев на основе эмульсий применяют катионные эмульсии, за исключением Японии и стран Африки, где предпочтение отдается анионным.
Тенденция развития производства эмульсий в разных странах Европы и США связана с использованием модифицированных битумов. Во Франции четко просматривается тенденция применения на городских дорогах преимущественно поверхностей обработки с россыпью мелкозернистого щебня, а на автострадах — горячих асфальтобетонных смесей. На всех остальных объектах (в том числе на крупных автомагистралях, национальных и местных дорогах) в основном используют эмульсионные смеси сларри сил и ms. Им и бетонным смесям отдается предпочтение на городских дорогах в США.
В Германии растет количество дорог, где используют разработанный новый вариант смеси для тонких и сверхтонких слоев с повышенной поверхностью и износо-стойкостью — щебеночно-мастичный асфальт (ЩМА) и бетон. Соответственно, сокращается применение для этих целей эмульсионных смесей.
Во-вторых, за рубежом на участках дорог с высокой интенсивностью движения, где наблюдалось сильное выкрошивание и трещинообразование, хорошие результаты показал метод устройства двойного слоя из ms с добавлением синтетических волокон. Первый слой устраивался из щебня размером зерен 0—4 мм с расходом 8 кг/кв. м. а второй — из щебня размером зерен 0—6 мм с расходом 12—15 кг/кв. м. В течение 5 лет эксплуатации целостность покрытия была обеспечена, дефектов на поверхности слоя износа не наблюдалось.
Во Франции на улицах городов и населенных пунктов смесь ms применяется уже более 10 лет. В этом случае, помимо обычных целей (обеспечение шероховатости, водо- и износостойкости), важное значение приобретает критерий комфортности движения и снижение уровня шума. Кроме того, в населенных пунктах достаточно часто осуществляют замену и обновление дорожной разметки. Иногда это выполняется неряшливо и внешний вид дороги ухудшается. Устройство слоя ms позволяет решить эти проблемы, восстановить однородность поверхности покрытия и легко обновить разметку. Причем во Франции рекомендуется каждые 7 лет заменять слои износа. Это относится к смесям, укладываемым и в холодном, и в горячем состоянии. С точки зрения охраны окружающей среды, предпочтение отдается развитию методов холодной укладки защитных и шероховатых слоев.
В Финляндии для нефтегравия имеются только рекомендованные показатели качества материалов, приготовленного в лабораторных условиях, но предъявляются жесткие требования к исходным материалам (как и в других развитых странах). Гранулометрический состав минеральной части смеси практически во всех случаях регламентируется предельными кривыми для соответствующего материала. В качестве исходных каменных материалов должны быть использованы прочные горные породы, а в случае применения гравия количество полностью дробленых его зерен должно быть не менее 70% в каждой узкой фракции. Наиболее жесткие требования предъявляются к исходным материалам для смесей, используемых для сверхтонких слоев microsur-facing. В этом случае количество дробленых зерен должно составлять 100%, гравий, даже дробленый, исключается полностью, а прочность исходной горной породы не может быть меньше 120 МПа. Такие же жесткие требования и в отношении вяжущего для этих материалов: применимы только катионные эмульсии на основе модифицированного битума или модифицированный вязкий нефтяной битум с глубиной проникания иглы 60—220 мм, желательно содержащий специальные ПАВ. Часто в материалы для сверхтонких слоев рекомендуют добавлять и волокнистые наполнители.
Новые технологии для дорожных работ зимой
Анализ дорожной отрасли в Санкт-Петербурге показывает наличие и положительного опыта по маленьким росткам высококачественных технологий. Целесообразно выделить 3 основных направления .
1. Армирование бетона и асфальтобетона геотекстильными синтетическими материалами, геосотами и георешетками. Геотекстиль Polyfelt — это синтетический материал из 100% полипропилена, стабилизированного к воздействию ультрафиолета.
Фирма «ГАНЗА» выпускает 12 типов этого материала и более 70 разновидностей, различающихся техническими характеристиками, областью применения, размерами и т. д. На сегодняшний день ни одна компания, работающая на российском рынке, не имеет столь широкой гаммы продукции. Основой разновидностей геотекстиля является нетканое иглопробивное полотно Polyfelt –TS. Прочесанный стальными иглами, этот материал получает очевидные преимущества: высокую износостойкость при динамических нагрузках, высокую прочность на растяжение в продольном, поперечном и диагональном направлениях, лучшую водопроницаемость и долговечность. Еще одна важная в использовании особенность Polyfelt — это основа полотна, бесконечная полипропиленовая нить, трижды механически закрепленная. Обычно нетканые геотекстили изготовляются из коротких фибр, причем в таком производстве практикуется термическое закрепление. Результаты же оставляют желать лучшего: материалы получаются тонкими, жесткими, легко рвутся и повреждаются. Polyfelt , наоборот, — мягок, устойчив к повреждениям и удобен в работе.
2. Переход на использование высококачественного природного сырья, в частности, кубовидного щебня, и самоуплотняющихся атмосферостойких бетонов нового поколения.
Так, в 2000 г. в Петербурге был основан завод «NCC Петробетон» — совместное предприятие шведского концерна NCC и российской строительной фирмы СУ–288.
Для производства бетона используется щебень, производимый на дробильно-сортировочном узле NCC. Кубовидность щебня составляет не менее 85%, что положительно влияет на качество бетонных смесей. Для улучшения механических свойств бетона (пластичность, подвижность, прочность)на заводе отработан метод производства продукции с применением смешивания щебня фракций 4-10 и 10-20. Наличие дробилки позволяет в любых объемах выпускать материал на щебне фракции 5-10. Специалисты «NCC Петробетон», отвечая новейшим требованиям механизации строительного процесса, сумели отработать рецептуру производства составов для передачи через бетононасос.
Самоуплотняющийся бетон — один из перспективнейших видов продукции. В процессе его укладки не требуется вибрирование, а значит, сокращается стоимость, время проведения работ, улучшаются условия труда. В Швеции, например, его выпуск составляет порядка до 70% от всего производства. Технологии, разработанные специалистами лаборатории и внедренные в производство, позволяют поставлять заказчикам самоуплотняющийся бетон в полном объеме. Партнерские отношения «NCC Петробетон» со строителями-дорожниками и мостовиками явились причиной специализации завода на высокотехнологичных бетонах с повышенной морозостойкостью и водонепроницаемостью.
Продолжая усовершенствование «зимних» бетонов, разработана продукция с показателем морозостойкости F-400 (400 циклов замораживания/оттаивания). Также внедряется технология производства коррозионно-стойких бетонов, особо прочная поверхность которых не «шелушится» при воздействии солей, не разрушается в климатических условиях Северо-Запада. Еще одно из значительных достижений — это технология выпуска бетона с показателем подвижности П-5. Проблема заключалась в том, чтобы не снизить марку и морозостойкость. Сотрудникам лаборатории удалось разработать высокоподвижные бетоны классов ВЗ0, В35 с показателем морозостойкости F-300.
3. Переход на фибробазальтовый шлако-щелочной бетон. Этим решают две задачи: фибры (волокна из базальта) повышают прочность, а щелочь повышает стойкость к воздействию кислотных сред Петербурга (дождь, соль и т. д.).
Технология изготовления бетона также имеет свои особенности. При изготовлении шлакощелочного цемента шлак и добавки (глинистые, горелые породы и др.) подсушивают в сушильных барабанах, после чего размалывают на вибромельницах. Полученный цемент поступает в бункер. Характерной особенностью приготовления этих смесей является введение в бетоносмеситель вместе с водой затворения необходимого количества щелочного компонента, установленного при подборе состава бетона.
Получение фиброармированной бетонной смеси может быть достигнуто при условии обеспечения равномерной и постепенной подачи фибровой арматуры в бетоно-смеситель во время перемешивания в нем компонентов смеси. Исследования в этой области ведут ученые ВИТУ — д. т. н. профессор Б. Петраков, к. т. н. В. Золотов и др.
Обобщающие выводы
Итак, необходимо:
1. Системно, комплексно подходить всем участникам дорожного строительства к реализации городской программы ремонта старых дорог до 2004 г. и строительства новых сетей до 2008 г.
2. На первой стадии прогноза и планирования скорректировать концепцию и программу города с принципиальным внедрением новых технологий бетона, постепенно заменяющего асфальт.
3. На второй стадии производства осуществить переход на массовый выпуск дорожных самоуплотняющихся бетонов, геотекстильных синтетических материалов для армирования и базальтошлакощелочных смесей.
4. На третьей стадии выполнения дорожных работ — научиться высокой культуре тщательной подготовки основания под бетон, пространственного армирования одежды, ухода за бетоном, особенно зимой, и активного использования цветных составов.
5. На четвертой стадии эксплуатации транспортной сети — осуществлять ее постоянный мониторинг и быстрое восстановление изношенного верхнего слоя совместимыми материалами.
6. Создать холдинг «Дороги Санкт-Петербурга», концентрирующий усилия всех дочерних фирм на конечный результат.
НАША СПРАВКА
ЮPИЙ НИКОЛАЕВИЧ КАЗАКОВ, начальник кафедры строительных материалов Военного инженерно-технического университета, д. т. н., профессор, полковник  Рынок недвижимости Санкт-Петербурга: итоги и перспективы. «СевЗап НТЦ» проектирует для «Газпрома». Энергообеспечение, энергосбережение и экология. СОВРЕМЕННЫЕ КРОВЕЛЬНЫЕ И ФАСАДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. «Механобр-Техника»: применение конусных инерционных дробилок. Автовозможности российских портов. Ответы Президента Российской Федерации В.В.Путина на вопросы журналистов о значении открытия Морского торгового порта Приморск.
Главная Публикации
|
|
