Наши дороги — наша философия

Тема дорог в России — тема бесконечно философская, противоречивая и всегда интересная. Начнем с того, что данная тема всегда на слуху, она никогда не уходила в тень на протяжении всей истории нашей огромной страны. И даже такие высказывания наших врагов, как высказывание Наполеона: «В России нет дорог, есть только направления», говорят о том, что эта тема волновала не только нас, жителей России, но и наших врагов. Которым эти самые «дороги-направления» очень сильно осложняли жизнь в попытках победить нас, ну, а мы вроде как попривыкли и зачастую принимаем эти самые дороги «как есть». 

Начнем с того, что при обсуждении российских дорог даже арифметика теряет свои четкие границы, это касается их протяженности, стоимости, качества. Такая, казалось бы, четкая статистическая цифра как «протяженность российских дорог с твердым покрытием» колеблется от 747 тыс. километров до 1,1 млн километров (разница в 353 тыс. км., протяженность дорог Турции или Мексики), что само по себе уже интересно. 747 тыс. км. — цифра, взятая на сайте statinfo.biz, на которой РФ в сравнительной таблице находится на 9 месте (для сравнения Япония — на пятом). Цифра же 1,1 млн км. взята с сайта «Росавтодора», из которых оговаривается 0,5 млн км. дороги федерального значения (даже ФЗ РФ от 8 ноября 2007 г. N 257-ФЗ тут бессилен). Что касается стоимости километра дорог и, казалось бы, очевидно, инвестиций, цифры тут теряют четкие очертания, и миллионы, миллиарды рублей колеблются в совершенно непредсказуемых интервалах. Не беремся их тут приводить, ибо это тема для отдельной статьи, коих пруд пруди на информационных просторах. 

Попробуем вернуться из философских размышлений на «грешную» землю, и разобраться, почему столько лет российские дороги не теряют своего статуса, мягко говоря, «некачественных» дорог. 

1. Самое очевидное — расстояния: ни в одной стране мире нет таких расстояний, как у нас (даже в Японии, см. выше). 

2. Исключительно неприветливый климат с очень низкими температурами зимой и частыми перепадами суточных температур через 0 °С (весенне-осенний период). 

3. В большинстве своем слабые (пучинистые) грунты (основания) дорог. 

Бороться с расстояниями, как это не парадоксально, можно только при помощи дорог. А как бороться с дорогами? Казалось бы, можно попробовать «старый добрый российский рецепт»: позвать иностранцев, например, немцев, как это часто делалось в истории России. Но последние две зимы 2010–2011 и 2011–2012 гг. были для Германии как никогда холодными (доходило до -18–20 °С), и немецкие дороги показали, что в России эти технологии могут не «покатить». Как говориться, «что немцу хорошо, то русскому ни о чем». 

Как известно, немцы знамениты своей практичностью, и практичность эта заключалась в том, чтобы не тратиться на технологии понижения температуры хрупкости дорожных битумов. Кстати у них и характеристика такая для битумов является необязательной. 

Давайте попробуем разобраться, что же происходит с дорогами при низких температурах, и почему это так «губительно» для них. 

При температурах окружающего воздуха ниже, чем паспортная температура хрупкости битума, под действием нагрузки происходит микро-растрескивание битума и вкатывание снега в эти трещины. Потом при относительном потеплении, постоянном движении автотранспорта и способности асфальта нагреваться на солнце, снег в микротрещинах тает и заполняет их более «качественно», чтобы при следующем понижении температуры расширить эти трещины и дать возможность следующей партии осадков проникнуть в структуру дорожного полотна. Наступает необратимый процесс разрушения. Т. о. холод + нагрузка = трещины. Перепады температуры через 0 °С — усугубляющий фактор, и если этот последний фактор для Европы крайне редок, то в России это вполне «нормальный» климатический фактор. Так же к факторам разрушения дорог можно добавить фактор разжижения битума при повышенных температурах, но для Европы он не критичен, т. к. их технологии строительства дорог учитывают этот фактор. Чего не скажешь о России, где к уже описанному фактору разрушения дорог в холодный период года добавляется уменьшение сдвигоустойчивости асфальта при высоких летних температурах. Т. е., например, при температуре размягчения 45–48 °С асфальт нагревается до 55 °С. Также под действием нагрузки асфальт начинает «течь». Самое заметное разрушение дороги при сочетании тепло + нагрузка = колейность, т. е. образование колеи на асфальте. 

Итак, для классификации органических вяжущих (битумов) по ГОСТ 22245-90 используются следующие параметры: 

1. Пенетрация (глубина проникновения иглы, мм) при 25 °С и 0 °С. 

2. Температура размягчения по кольцу и шару (КиШ) 

3. Температура хрупкости по Фраасу 

4. Растяжимость (см) при 25 °С и 0 °С 

5. Температура вспышки* 

6. Изменение температуры размягчения после прогрева* 

7. Индекс пенетрации* 

* параметры, необязательные для физико-механических характеристик битумов. 

Что означают данные параметры? Пенетрация характеризует твердость битума, температуры по КиШ и Фраас — это рабочий диапазон температур, растяжимость — способность поддаваться деформационным воздействиям. 

Современные битумы марок БНД, выпускаемые в России, имеют следующие температурные диапазоны эксплуатации: размягчение +45–48 °С, хрупкость -17–20 °С. Из этого видно, что битумы не соответствуют предъявляемым к ним требованиям. 

Верхний (твердый) слой дороги, по которому в 90% случаев мы и судим о ее качестве, — это лишь верхушка айсберга. Попробуем углубиться и разобрать дорогу по слоям. 

1. Верхний слой — тот самый слой, по которому мы ездим, и появление ям и трещин на котором приравниваются нами к качеству всей дороги. Обычно это слой 5–7 см. и в зависимости от класса автодороги используется класс Асфальтобетона А, Б, В, Г, Д, а также щебеночно-мастичный асфальтобетон ЩМА – 20, 15, (реже 10). 

2. Нижний слой — слой толщиной 7–10 см, обычно из более крупных фракций щебня (гравия) является «основным» слоем, т. к. на него приходятся все основные нагрузки, а также температурные воздействия. И появление трещин в нем тут же влечет появление трещин в верхнем слое (так называемые «отраженные трещины»). 

3. Основание — этот «слой» на самом деле не просто слой, а набор из нескольких слоев различных материалов, способствующих укреплению дороги. Сюда могут входить щебень, ПГС, песок, железобетонные конструкции, геосинтетические материалы, вяжущие материалы (битум в виде эмульсий) для укрепления сыпучих материалов щебня, гравия. 

Надо отметить, что без хорошего основания не получится хорошей дороги, а учитывая в основном слабые, влагонасыщенные, пучинистые грунты на большей части территории России, говорить о качественных дорогах, не предусмотрев устройство основания с учетом водоотвода, не имеет смысла. 

«Руспласт» — компания, которая не первый год работает на рынке поставок полимерного сырья для различных отраслей народного хозяйства. Одним из направлении применения полимеров во всем мире и в России последние годы, является модификация битумов. Технология модификации (улучшения) битумов заключается в добавлении полимерных добавок в битумы, что способствует улучшению их характеристик и даже появлению новых (например, эластичности при модификации битума блок сополимерами СБС). В результате получается полимерно-битумное вяжущее (ПБВ) — качественно новый продукт. Применение ПБВ в дорожном строительстве дает ряд преимуществ по сравнению с базовыми битумами. 

1. Более широкий температурный диапазон применения 

2. Появления эластичности и, как следствие, способность восстанавливать исходный размер после воздействия усилия (больше похож на резину) 

3. Увеличение адгезионных свойств битума и, как следствие, лучшее сцепление с инертным материалом (улучшение твердости и влагостойкости асфальтобетонной композиции) 

Проведенные нашими экспертами исследования показали, что применение таких материалов позволяет получить вяжущий материал с температурами от -27 °С, до -40 °С (возможно и ниже, просто еще не проводили более углубленных исследований). 

Применение комплексных органических вяжущих (КОВ) в дорожном строительстве возможно: 

- в виде эмульсий — позволяет более качественно укреплять основания дорог, использовать совместно с мелкими фракциями щебня в качестве прослойки между верхним и нижним слоем асфальтобетонов, предотвращая тем самым появление «отраженных» трещин в верхнем слое, проведение поверхностной обработки при выполнении «ямочных» ремонтов, как гидроизолирующий слой в дренажных системах; 

- в качестве основного вяжущего при производстве всех видов асфальтобетонных смесей (асфальтобетонная композиция более твердая, менее влагонасыщаемая, с «эффектом резины» при восстановлении формы после нагрузки, более устойчивая к высоким и низким температурам); 

- в качестве мастик, для проведения ямочного ремонта, заделки швов и трещин. 

Извечный вопрос любого скептика: насколько это дороже? Да, «улучшение» битумов (как показывает практика) ведет к их удорожанию, никак не наоборот, вопрос только в том, насколько. По классической рецептуре получения ПБВ удорожание самого вяжущего составляет до 70%. Разработанные компанией «Руспласт» рецептуры с использованием наших материалов позволяют уменьшить удорожание от 30% до 22%. Это только сам вяжущий компонент, применительно к асфальтобетону удорожание составляет не более 8–10%. Т. е. если на текущий момент (данные за сентябрь 2012 г.) стоимость асфальтобетонов колеблется в интервале 2100–2500 р./т, то с использованием ПБВ по рецептуре «Руспласта» стоимость смеси будет 2310–2750 р./т соответственно. Если учесть, что использование ПБВ при строительстве дорог позволяет в 2–3 раза (с 3 до 6–8 лет) повысить срок службы дорожного полотна (практически доказано), то удорожание на 8–10% на наш взгляд несущественно. Прибавьте к этому возможность усилить основание с использованием эмульсий на ПБВ и желательно нижнего слоя асфальта, и мы можем получить дорогу со сроком службы 10–15 лет. И это не фантастика! 

У нас, у русских, есть такая поговорка: «Какой же русский не любит быстрой езды». К этому только остается добавить дороги, по которым можно быстро ездить летом, а то пока у нас дороги для быстрой езды — это «зимники». Естественный элемент укрепления оснований и заделки ям в данном случае — снег и лед. Но снег крайне нестабильный материал. С наступлением весны он сходит вместе с твердыми слоями дорожного полотна, и нам уже не до быстрой езды. Остается лишь неспешное перемещение с использованием русской вокативы, такой же загадочной и безмерной как наши российские дороги.